SOU 1981:11

Datateknik i processindustrin : datorstödda produktions- och processtyrsystem : rapport från Data- och elektronikkommittén (DEK)

Till statsrådet och chefen för industridepartementet

Regeringen bemyndigade den 20 juli 1978 chefen för industridepartementet att tillkalla en kommitté med högst nio ledamöter för att utreda datatekni- kens och elektronikens effekter på näringslivets utveckling. Genom beslut den 10 november samma år utökades antalet ledamöter till högst elva.

Med stöd av detta bemyndigande förordnade departementschefen den 15 augusti 1978 ledamöter och sakkunniga i kommittén. Kommitténs samman- sättning och sekretariat, liksom medlemmarna i den referensgrupp som biträtt kommittén vid utarbetandet av denna rapport, framgår av bilaga 1.

Kommittén har antagit namnet data— och elektronikkommittén (DEK). Datatekniken kommer att medföra förändringar inom en rad områden av betydelse för såväl branscher och företag som enskilda anställda och särskilda yrkeskategorier. De möjligheter och problem som datateknikens utveckling aktualiserar spänner över ett stort fält, från övergripande frågor om näringslivets konkurrenskraft och struktur till sociala aspekter på sysselsättning, arbetsorganisation och andra frågor.

DEK har främst till uppgift att kartlägga och bedöma datateknikens möjligheter att effektivisera produktionen av varor och tjänster_ Frågor om datateknikens effekter på sysselsättning, arbetsmiljö, utbildning m m skall däremot främst behandlas i den av chefen för arbetsmarknadsdepartementet tillkallade kommitté som antagit namnet dataeffektutredningen. Utred- ningsmaterialet från båda utredningarna måste därför på en rad områden ses i ett sammanhang för att en allsidig bedömning av utvecklingen skall kunna göras. De båda utredningarnas arbete bedrivs med viss samordning.

DEK har beslutat att bedriva utredningsarbetet i delutredningar som avrapporteras löpande. Föreliggande rapport behandlar datateknikens användning i processindustrins produktion och omfattar kartläggning av olika tillämpningar, analys av effekter samt bedömning av den framtida utvecklingen. Samtidigt publicerar DEK en rapport, ”Datateknik i verkstadsindustrin datorstödda konstruktions- och tillverkningssystem (SOU 1981:10), som behandlar motsvarande frågor med anknytning till verkstadsindustrin.

De två delutredningar som härmed avrapporteras utgör underlag för kommitténs kommande delbetänkande angående datoranvändningen i industriella processer. I detta redovisas även förslag till åtgärder.

Dataeffektutredningen publicerar inom kort en rapport, ”Industrins datorisering effekter på arbetsmiljö och sysselsättning” (SOU 1981:17), i

vilken effekter av datoranvändning i industriella processer med avseende på sysselsättning och arbetsmiljö behandlas.

Tidigare har DEK publicerat rapporterna ”Datateknik och indu- stripolitik” (SOU 1980:17), ”Datateknik, ekonomisk tillväxt och sysselsätt- ning” (Liber Förlag, 1980) samt ”Industri- och forskningspolitiska program inom data- och elektronikområdet. Reserapporter från USA, Finland, Storbritannien. Västtyskland, Japan och Frankrike” (DsI 198017).

Stockholm i april 1981

Nils Mårtensson

Gunnar Du Rietz Gunnar Eliasson Birgitta Frej/tagen Arne Gadd William Ingberg Sören Lindebro Roland Petersson Gunnar Ribrant Bertil Thorngren

/Jan Carlsson Nils Odén Lars Persson

RAPPORTEN om STYRSYSTEM | PROCESSINDUSTRIN . .- Ill ANVÄNDNINGENI INLEDNING || KARTLAGGNING FRAMTIDEN IV SLUTSATSER (kapitel 1—2)

- Sammanfattning - Utredningens ar- betsuppgifter - Avgränsningar och uppläggning - Andra utredningar - Introduktion

||:1 STYRSYSTEM— ANVÄNDNINGENI OLIKA BRANSCHER

(kapitel 3—13)

- Inledning Gruvor - Livsmedel Textil - Massa & papper - Sågverk - Kemisk industri - Järn & stål - Elkraftindustrin - Övrig styrsystem- användning - Sammanfattning

I|:2 UTVECKLING, IN- STALLATION OCH FÖR- VALTNING AV STYR- SYSTEM

(kapitel 14)

- Förutsättningar för utveckling och instal— lation av styrsystem - Förutsättningar för förvaltning av styr— system

(kapitel 18)

Bedömning av den framtida styrsystem- användningen i Sverige

ll:3 LEVERANTÖRER AV STY RSYSTEM

(kapitel 15)

- Leverantörernas åtaganden - Utländska leveran— törer Inhemska leveran- törer

(kapitel 19)

Sammanfattning av slutsatser och ut- gångspunkter för åtgärder

||:4 UTBILDNING, FORSKNING OCH UTVECKLING

(kapitel 16—17)

- Grundutbildning - Fortbildning - FoU inom olika organisationer

Innehåll 1 Sammanfattning . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.1 Inledning . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.2 Styrsystemanvändningen 1 olika branscher . . . . . . . 14 1. 2. 1 Introduktion . . . . . . . . . . . 14 1. 2 2 Spridningen av styrsystem i olika branscher . . . . 14 1.2.3 Effekter av styrsystem för konkurrenskraft, sysselsätt— ning och arbetsmiljö . . . . . . . . . 18 1.3 Förutsättningar för att utveckla, underhålla och vidareutveckla styrsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.4 Leverantörer av styrsystem i Sverige . . . . . . . . . 21 1.5 Utbildningsbehov . . . . . . . . . . . . . . . 21 1.6 Forskning och utveckling i Sverige . . . . . . . . . 22 1.7 Användningen av styrsystem i framtiden . . . . . . . 24 2 Inledning . . 27 2.1 Uppläggningen av studien 27 2.1.1 Syfte och avgränsning . . . . 27 2.1.2 Disposition, genomförande och dokumentation . . 28 2.1.3 Samordningen med andra utredningar . . . . . . 29 2.2 Styrsystem och datorstöd — en introduktion . . . . . . 30 2.2.1 Produktionsteknikens utveckling inom processindustrin 30 2.2.2 Olika typer av styrning och styrsystem . . . . . 31 2.2.3 Motiv för investeringar i avancerade styrsystem . . 40 2.2.4 Datorstödets roll i användningen av styrsystem — en historik . . . . . . . . . . . . . . . . 41 3 Introduktion till branschstudierna . . . . . . . . . . . 43 3.1 Syfte, avgränsningar och disposition . . . . . . . . . 43 3.2 Några uppgifter om produktionen och sysselsättningen i de studerade branscherna. . . . . . . . . . . . . . 45 4 Gruvor och mineralbrott . . . . . . . . . . . . . . 49 4.1 Branschstruktur . . . . . . . . . . . . . . 49 4. 2 Användningen av styrsystem inom gruvor och mineralbrott . 52 4.2.1 Exempel på styrsystemtillämpningar . . . . . . 52

4.2.1.1 Styrsystem för bergtransporter på 775-meters- nivåniKirunavaara gruva . . . . . . 52

4.3 4.4 4.5

4.2.1.2 Styrning av anrikningsprocessen vid Boliden AB . . . . 4.2.2 Uppskattning av antal installerade styrsystem fördelat på företag och tillämpningar Problem i samband med styrsystem Effekter av användningen av styrsystem Utvecklingstendenser

5. Livsmedelsindustrin 5.1 5.2

5.3

5.4

Inledning Branschstruktur . . . . 5.2.1 Livsmedelsindustrin och dess delbranscher 5.2.2 Ägarstruktur och integrationsförhållanden Livsmedelsindustrins användning av styrsystem 5.3.1 Slakteri- och charkuteriindustrin 5. 3. 1. 1 Branschstruktur . . . 5. 3. 1. 2 Exempel på styrsystemtillämpningar 5.3.2 Mejeriindustrin . . . 5. 3. 2. 1 Branschstruktur . 5. 3. 2. 2 Exempel på styrsystemtillämpningar 5.3.3 Frukt- och grönsakskonservindustrin 5. 3.3.1 Branschstruktur . 5. 3. 3. 2 Exempel på styrsystemtillämpningar 5.3.4 Bageriindustrin . . . 5. 3. 4. 1 Branschstruktur . 5. 3.4.2 Exempel på styrsystemtillämpningar . 5. 3. 4. 3 Styrsystem vid Konsum Stockholms bageri San ' Remo 5. 3. 5 Sockerindustrin . . 5.3.6 Choklad- och konfektyrindustrin 5. 3. 7 Bryggeriindustrin Sammanfattning och slutsatser . . 5.4.1 Produktionsstrukturens betydelse . . . 5.4.2 Övriga faktorer som styr datorstödets omfattning

6. Textil- och konfektionsindustrin 6.1 6.2 6.3 6.4

Inledning

Branschstruktur . . . . . . . Användningen av avancerade styrsystemtillämpningar En utvecklingsteknisk analys

6.5. Framtida utveckling 7 Sågverk 7.1 Branschstruktur

7.1.1. Konjunkturutvecklirigen under 1960- och 1970—talen 7.1.2 Företagsstruktur och sysselsättning

7.1.3. Investeringsutveckling och kostnadsstruktur 7.1.4 Marknads- och efterfrågeförhållanden 7.1.5 Utvecklingstendenser

56

58 59 60 60

61 61 61 61 63 65 ..65 65 67 69 69 70 74 74 75 77 77 78

83 86 88 89 93 93 94

97 97 97 99 102 103

. 105 . 105 . 105 . 106 . 108 . 109 . 110

7.2 Användningen av avancerade styrsystem inom sågverksindu- strin . . . . 7.2.1 Inledning . . . 7.2.2 Datorstödets inriktning 7. 2. 2 1 Krav på styrning . . . 7. 2 2. 2 Datorstödda system för enskilda processled 7.2.2.3 Övergripande system . . 7.2.3 Effekter av användningen av avancerade styrsystem 7. 2.3.1 Inledning . 7. 2. 3. 2 Avgränsade tillämpningar 7.2.3.3 Övergripande system 7.2.4 Spridningen av avancerade styrsystemtillämpningar 7.2.4.1 Faktorer som styr spridningen 7.2.4.2 Antal installerade system av olika slag 7.3 Svenska leverantörer av sågverksutrustning och sågverksautoma- tik . . . . . . . . . . . . 7.4 Organisation och finansiering av forskning och utveckling med anknytning till sågverksindustrin 7.5 Utvecklingstendenser och nya tillämpningar

8 Massa- och pappersindustrin 8.1 Branschstruktur . . . . . . . 8.2 Användningen av avancerade styrsystem i massa- och pappersin— dustrin 8.2.1 Exempel på styrsystemtillämpningar . 8.2.1.1 System för datorbaserad driftplanering 8.2.1.2 System för datorbaserad uppföljning av miljö- utsläpp . . . . . 8.213 Styrning av pappersmaskiner 8.2.1.4 Datorstyrning av massatvätt 8.2.1.5 Datoriserad hantering av pappersrullar 8.2.2 Uppskattning av antalet installerade styrsystem 8.2.3 Fördelning på olika tillämpningar 8.2.4 Spridning mellan anläggningar och företag 8.3 För massa- och pappersindustrin specifika problem i samband med utveckling och användning av styrsystem 8.4 Effekter av användningen av styrsystem 8.4.1 Allmänna synpunkter ' 8.4.2 Produktkvalitet 8.4.3 Råvaruförbrukning 8.4.4 Energiförbrukning 8.4.5 Anläggningsutnyttjande, tillgänglighet och underhåll ' 8.4.6 Sysselsättningseffekter 8.5 Utvecklingstendenser och" nya tillämpningar

9. Kemisk industri inklusive plastvaruindustrin 9.1 Branschstruktur . . . 9.2 Användningen av avancerade styrsystem

111 111 114 114 115 120 123 123 124 125 126 126 128

128

130 133

137 137

141 141 141

'144

147 151 153 155 157 160

161 162 162 163 163 164 168 168 169

171 171 175

9.2.1 Inledning . 9.22 Den kemiska basindustrin . . . 9. 2. 3 Vidareförädlande kemisk industri . . . 9.3 Problem i samband med utveckling, installation och drift av styrsystem. . . . . . 9. 4 Effekter av styrsysteminstallationer. 9.5 Utvecklingstendenser

10 Järn-, stål- och metallverk 10.1 Branschstruktur . . . . . . . . . . 10.2 Användningen av styrsystem inom järn-, stål- och metallverk 10.2.1 Exempel på styrsystemtillämpningar 10. 2.1.1 Styrning av ugnar . . . . 10.2. 1. 2 Analyslaboratorium med chargekorrektion 10.2. 1. 3 Material- och produktionsstyrning 10.2.2 Uppskattning av antalet installerade styrsystem 10.2.3 Användningen av styrsystem fördelad på delbranscher och tillämpningar . . . 10. 2. 4 Spridningen av styrsystemtillämpningar 10.3 Problem 1 samband med styrsystem 10.4 Effekter av användningen av styrsystem 10.4.1 Produktionstekniska effekter 10.4.2 Organisatoriska effekter 10.4.3 Påverkan på individen 10.5 Utvecklingstendenser 10.5.1 Allmänt 10.5.2 Nya processer

11 Elkraftindustrin 11.11nledning . . . . . . . . . 11.2 Användningen av styrsystem inom elkraftindustrin . . 11. 2.1 Vattenfalls överordnade informationssystem för kraft- kontroll 11. 2. 2 System för fjärrövervakning och fjärrstyrning 1 driftcen- traler . . . . . . 11. 2. 3 Styrsystem 1 konventionella vårmekraftverk 11.2.3.1 Exempel på lämpliga datortillämpningar 11.232 Beskrivning av installationen av processdator- anläggningen vid kraftvärmeverket i Värtan 11.2.4 Styrsystem i kärnkraftverk 11.2.5 Styrsystem i fördelningsstationer . . . 11.3 Särskilda problem i samband med styrsystemtillämpningar 11.4 Effekter av användningen av styrsystem 11.5 Utvecklingstendenser och nya tillämpningar

12. Övrig styrsystemanvändning 12.1 Petroleum- och kolproduktindustrin 12.2 Gummivaruindustrin

12.3 Cementindustrin

175 175 180

183 185 186

187 187 191 191 191 193 193 194

195 198 199 199 199 200 200 201 201 202

205 205 207

208

212 214 214

216 220 223 225 226 227

229 229 230 232

xo

SOU 1981:11 12.4 Vattenverk, reningsverk m m 234 12.5 Övrigt 234

13 Sammanfattning av iakttagelser och slutsatser om användningen av datorstödda styrsystem 13.1 Inledning . . . 13.2 Sammanfattning av branschstudierna 13.2.1 Gruvor och mineralbrott 13.2.2 Livsmedelsindustrin . . 13.2.3 Textil- och konfektionsindustrin 13.2.4 Sågverk . . . . . . 13.2.5 Massa- och pappersindustrin . . . 13.2.6 Kemisk industri inklusive plastvaruindustrin 13. 2. 7 Järn-, stål- och metallverk 13. 2. 8 Elkraftindustrin . . 13.3 Iakttagelser och slutsatser beträffande användningen 13.3. 1 Spridningen av datorstödda styrsystem . . . 13.3.2 Datorstödets effekter för sysselsättning och arbetsinne- håll i den direkta produktionen 13.3.3 Datorstödets roll i strukturutvecklingen

14 Utveckling, installation och förvaltning av styrsystem 14.1 Förutsättningar för utveckling och installation av styrsystem 14.1.1 Allmänna förutsättningar för systemutvecklingspro- cessen, leverantörsberoendet m m . 14.1.2 Anläggningsplanering samt urval och prioritering av styrsystemprojekt . 14.1.3 Förstudie och projektering 14.1.4 Systemkonstruktion 14.1.5 Installation . . . . 14.2 Förutsättningar för förvaltning av styrsystem 14. 2. 1 Drift av styrsystem . 14. 2. 2 Systemunderhåll och vidareutveckling

15 Leverantörer av datorstödda styrsystem i Sverige 15.1 Leverantörernas åtaganden . . . . . . . 15 2 Försäljningen av datorstödda styrsystem till slutanvändande företag' 1 Sverige 15.3 Utländska leverantörer 15.4 Inhemska styrsystemleverantörer . . 15.5 Förutsättningar för svenska styrsystemleverantörer 15.5.1 Betydelsen av svenska styrsystemleverantörer 15.5.2 De inhemska styrsystemleverantörernas situation

16 Utbildning . . . 16.1 Behovet av kunskapsspridning

16.2. Syfte, avgränsningar och disposition 16.3 Utbildning i datalära

235 235 235 235 237 239 240 241 243 244 247 248 248

249 253

255 255

256

266 267 270 270 272 273 273

277 277

278 280 281 281 281 283

287 287 287 288

16.4 Statens industriverks kartläggning av utbildningen inom data- och

16.5

16.6

elektronikområdet . . . . . .

Nya utbildningsbehov inom styrsystemområdet

16.5.1 Allmänt om förändrade behov av kunskaper 16.5.2 Utbildningsbehov för olika personalkategorier Slutsatser

17. Forskning och utveckling i Sverige 17.1 17.2 17.3

17.4 17.5

17.6 17.7 17.8

Inledning . . . . . . .

En allmän översikt av Sveriges FoU-insatser . . .

STU's ramprogram och projektstöd med relevans för styrsystem-

området . . . . . . .

17. 3.1 Ramprogram för informationsbehandling . 17. 3. 2 Ramprogram för elektronisk och elektrooptisk kompo- nentteknologi . . . . . . . . 17. 3. 3 Projektstöd till respektive industribransch inom styrsy- stemområdet Högskolorna

Branschorganisationer . . . . . .

17.5.1 Branschorganisationernas engagemang på styrsystemom- rådet 17.5.2 Inriktning och omfattning av styrsystemorienterad FoU vid Svenska Träforskningsinstitutet

Användarföretag

Leverantörer . .

Sammanfattning och slutsatser

18 Bedömning av den framtida användningen av avancerade styrsystem i Sverige 18.1 18.2

18.3

Inledning och avgränsning

Underlag för bedömningarna . . .

18. 2. 1 Den svenska industrins framtida utveckling 18. 2. 2 Resultatet från enkäten till styrsystemleverantörer 18.2.3 Trender i rapporter om den internationella utveckling- en............ . DEK*s bedömning av den framtida användningen av styrsy-

stem . . .

18. 3.1 Sammanfattning av bedömningarna

18. 3. 2 Kommentarer till bedömningarna

19. Sammanfattning av slutsatser och utgångspunkter för åtgärder 19.1 19.2 19.3 19.4 19.5

19.6

Det internationella beroendet

Styrsystemens roll . . . . . . Slutsatser om spridningen av styrsystem i olika branscher Slutsatser om problembilden' 1 stort . . . . . Ramen för samhällets engagemang och industripolitiken på området . . . . . . . . .

Allmänna slutsatser om lämpliga åtgärdsinriktningar

289 291 291 292 294

297 297 297

298 300

302

303 306 306

306

307 308 310 310

313 313 315 315 316

317

317 317 319

329 329 330 333 335

336 337

Bilaga 1 Kommitténs sammansättning Bilaga 2 Referenslitteratur och källförteckning

Bilaga3 Ordlista . . . . . . .

Bilaga 4 Fallstudier inom järn-, stål- oc h metallverk

341 343 349 353

1. Sammanfattning

I detta kapitel sammanfattas i första hand rapportens kartläggande delar. Rapportens sista kapitel rörande slutsatser och utgångspunkter för åtgärds- förslag utgör i sig en sammanfattning varför en ytterligare komprimering av detta kapitel inte ansetts nödvändig. De läsare som i första hand vill skaffa sig en överblick över rapportens innehåll rekommenderas således att läsa kapitel 1 och kapitel 19.

De kapitelnummer som anges i rubrikerna till sammanfattningens olika avsnitt utgör referenser till rapportens övriga kapitel.

1.1. Inledning (kapitel 2)

Syftet med denna studie är att kartlägga omfattningen, inriktningen och effekterna av de datorstödda styrsystem som används för att planera, övervaka och styra den direkta produktionen i processindustrin. Begreppet processindustri innefattar här hela industrin med undantag av verkstadsin- dustrin och den grafiska industrin. Analysen av effekter är inriktad mot sådana förändringar som direkt påverkar produktionsresultatet i företagen. I syftet ingår vidare att belysa behovet av samhälliga åtgärder för att främja en effektiv användning av den studerade tekniken samt att utröna förutsätt- ningarna för inhemsk produktion på området.

Den praktiska utformningen av de styrsystem som studeras varierar avsevärt mellan branscher och mellan företag. I huvudsak kan dock två typer av system urskiljas nämligen processtyrsystem och produktionsstyrsystem. Processtyrsystem är inriktade mot enskilda processled medan produktions- styrsystem utnyttjas för att följa upp och samordna flera processled. Administrativt inriktade tillämpningar av datorstöd samt system inriktade mot andra funktioner än den direkta produktionen ('materalhantering, förpackning, lagerstyrning etc) omfattas inte av studien. Av de branscher som studerats har vissa prioriterats och behandlats mera ingående medan andra fått en översiktlig behandling.

Datateknik och elektronik används i olika funktioner och på olika nivåeri de studerade systemen. Omfattningen och inriktningen av datorstödet varierar från avgränsade tillämpningar i mät- och reglerutrustningar till system för att övervaka och styra processled eller hela produktionen. De studerade tillämpningarna är generellt inriktade mot att i första hand förbättra råvaru- och anläggningsutnyttjandet. Oftast medför de dock

1 A 1978105.

2 D v s gruvindustrin, livsmedelsindustrin, tex- til- och konfektionsindu- strin, sågverksindustrin, massa- och pappersindu— strin, den kemiska indu- strin, järn- och stålindu- strin samt elkraftindu- strin.

effekter även i en rad andra avseenden exempelvis för arbetsproduktiviteten, arbetsmiljön i vid mening, kraven på kunskap och utbildning för den personal i företagen som berörs m m.

Materialet i denna rapport har insamlats genom kontakter med företag, branschorganisationer, fackliga organisationer samt myndigheter och andra berörda organ. Rapporten utgör en del av underlaget till ett kommande delbetänkande från kommittén som skall omfatta både verkstads- och processindustrin och även redovisa kommitténs förslag till åtgärder.

Med ovan beskrivna inriktning av studien finns en rad frågor som har samband med de problem som dataeffektutredningenI har till huvuduppgift att belysa. De båda utredningarnas material måste här ses i ett sammanhang för att en allsidig bedömning av utvecklingen och förslagen till åtgärder skall kunna göras.

1.2. Styrsystemanvändningen i olika branscher (kapitel 3—13)

1.2.1. Introduktion (kapitel 3)

De branschstudier som genomförts följer inte i detalj samma uppläggning. Inriktning och omfattning varierar med utgångspunkt från de prioriteringar kommittén gjort och skillnader i omfattningen av det material som stått till förfogande. Varje branschstudie omfattar i princip avsnitt med följande innehåll:

branschens allmänna utveckling — omfattning, inriktning och spridning av nuvarande tillämpningar av datorstöd effekter av avancerade styrsystem — branschspecifika problem i samband med användningen av styrsystem — Utvecklingstendenser och nya tillämpningar.

I flera av branschstudierna har det inte varit möjligt att göra en heltäckande kartläggning. Huvuddelen av den typ av information som sammanställts i studien finns inte samlad hos några få lättillgängliga källor utan är spridd bland företag, utrustningsleverantörer och branschorganisationer. Kart- läggningen har således i flera fall begränsats till de största och/eller tekniskt ledande företagen i branschen. I sådana fall har huvudsyftet varit att söka identifiera några av de viktigaste tekniska tendenserna och faktorerna som styr datorstödets omfattning.

De industribranscher som omfattas av studien svarade 1978 för ca 50 procent av sysselsättningen och förädlingsvärdet inom den totala industrin att jämföra med cirka 45 procent för verkstadsindustrin. Motsvarande siffra för de branscher som studerats mera ingående2 uppgick till drygt 30 pro- cent.

1.2.2. Spridningen av styrsystem i olika branscher (kapitel 4 - 12)

Omfattningen av investeringarna i datorstödda styrsystem varierar i hög grad mellan olika branscher. De största investeringarna har hittills genomförtsi de

branscher som traditionellt betecknas som processindustri såsom massa- och pappersindustrin och järn- och stålindustrin. Även elkraftindustrin tillämpar mycket avancerade och omfattande datorstödda system för styrningen av produktionen, överföringen och distributionen av elektrisk energi.

Orsakerna till att de traditionella processindustrierna kommit längst vad beträffar datorstödda styrsystem är att den kapitalintensiva produktionstek- niken med efter svenska förhållanden stora anläggningar ställer krav på ett högt anläggningsutnyttjande för att en rimlig lönsamhet skall uppnås. Detta i sin tur medför att kraven på en effektiv styrning av produktionen ökar. Vid storskalig produktion får dessutom även små förändringar i exempelvis råvaru- och energiutnyttjande allt större betydelse för lönsamheten. Som exempel kan nämnas styrning av pappersmaskiner där skillnaden mellan lönsam och olönsam produktion kan bero på förändringar av råvaruutnytt- jandet med någon enstaka procent.

Avancerade styrsystem kan grovt indelas i två kategorier, dels användar- anpassade system som ofta kräver en omfattande utvecklingsinsats av systemleverantör och/eller användarföretag, dels standardiserade system för vanligen förekommande tillämpningar som upphandlas mer ”nyckelfärdi- ga”, s k paketsystem. En utveckling mot alltfler paketsystem kan iakttas i de etablerade användarbranscherna såsom massa- och pappersindustrin, delar av den kemiska industrin samt järn- och stålindustrin. Vidare finns kommersiellt tillgängligt programmerbara. lokala styrsystem (s k PC- system) för avgränsade tillämpningar, främst sekvensstyrning, inom de flesta branscher.

I många branscher sammanhänger investeringar i avancerade styrsystem i hög grad med investeringar i annan typ av utrustning. Spridningen av styrsystemen knyts därmed till investeringsutvecklingen i stort i respektive bransch. Investeringstakten, kapitalintensiteten och graden av automatise- ring är de faktorer som främst bestämmer skillnader i spridningen av avancerade styrsystem mellan olika branscher.

Den faktor som i första hand avgör spridningen av styrsystem inom många branscher är tillgången på kunskap inom styrsystem— och dataområdet hos användarföretagen. Förutom kunskapsutveckling och kunskapsspridning kan ett ökat utbud av paketsystem bidra till att påskynda spridningen av styrsystem, det senare genom att kunskapskraven i företagen sänks.

För att illustrera datorstödets omfattning och inriktning i en relativt avancerad användarbransch ges nedan en översikt av massa- och pappersin- dustrins investeringar i avancerade styrsystem. Därefter ges motsvarande översikt för en bransch som först under senare år börjat tillämpa datorstödda styrsystem nämligen livsmedelsindustrin.

Styrsysteminvesteringar inom massa- och pappersindustrin (kapitel 8)

Ijämförelse med andra branscher har datorstödda styrsystem således fått en stor spridning inom massa- och pappersindustrin. Till detta har bidragit den höga kunskapsnivån på området i branschen, systemens goda lönsamhet samt att man har en i jämförelse med andra branscher hög grad av

erfarenhetsutbyte mellan företagen. En omfattande kollektiv forskning med inriktning på bland annat styrsystemtillämpningar har också stimulerat denna utveckling. Viljan till erfarenhetsutbyte förklaras enligt branschföre- trädare av att massa- och pappersindustrin i så stor utsträckning är exportorienterad. Man upplever sig i första hand konkurrera med utländska företag och inte med svenska.

Styrsystemen inom massa- och pappersindustrin syftar huvudsakligen till att åstadkomma en hög och jämn produktkvalitet. minska råvaru— och energiåtgången samt öka anläggningsutnyttjandet. Efter ett "genombrott” i början av 1970-talet har antalet system ökat med ca 30 om året. För närvarande torde det sammanlagda antalet system uppgå till närmare 300. Ca 40 procent av dessa avser styrning av pappersmaskiner vilket också är den dominerande tillämpningen. Inom detta område finns också flera stora internationella företag som marknadsför paketsystem. En annan tillämpning som ökat snabbt under senare år är hantering av pappersrullar. Ett stort intresse har också ägnats fabriksövergripande styrsystem. Antalet installa- tioner är dock än så länge begränsat.

Omfattningen av investeringarna i styrsystem i olika företag beror mindre av företagsstorlek utan mer av företagspolicy och egen utvecklingskapacitet. Flera av företagen inom branschen har relativt hög kompetens inom styrsystemområdet vilket påskyndat spridningen.

Huvuddelen av tillämpningarna återfinns i de moderna. stora anläggning- arna medan datorstödda styrsystem är sällsynta i tex mindre och äldre massafabriker. Inom ett och samma företag finns därför ofta en stor spridning av styrsystemtillämpningar mellan de olika fabriksenheterna.

Styrsystemens uppgifter kan, med hänsyn till de effekter som uppnås, indelas i två grupper:

. att (genom fortlöpande ”finjusteringar”) optimera betingelserna vid normala drifttillstånd. . att vara en hjälp vid störningar, dvs onormala (men dock vanligt förekommande) drifttillstånd.

Tillämpningar inom den första gruppen är idag de vanliga. Effekter kan uppnås inom följande områden:

El Produktkvalitet. Detta är det viktigaste området för styrsystemteknik inom massa- och pappersindustrin. Praktiskt taget alla tillämpningar syftar på ett eller annat sätt till att hålla produktegenskaperna konstanta (detta utgör också förutsättningen för råvarubesparing och energibespa- ring). Zl Råvaruförbrukning. En lägre råvaruförbrukning kräver en produktion

med snävare toleranser vilket styrsystemen kan bidra till. 3 Energiförbrukning. Styrsystem kan användas för att minska energiåt- gången i enskilda processled samt för att övervaka och samordna den fabriksövergripande energiproduktionen och förbrukningen. Med styr- system ökar förutsättningarna för att: minimera spillenergi (t ex undvika friblåsning av ånga eller utsläpp av varmvatten) — utnyttja billigaste energikälla (t ex undvika stödeldning med olja)

— upptäcka läckage (t ex öppna ventiler och trasiga rör). D Anläggningsutnyttjande. Genom att anläggningarna är så kapitalintensiva ökar betydelsen av anläggningsutnyttjandet. Datorstöd spelar därför stor roll för analys av driftstatistik (avbrott, störningar) samt för planering av underhållsarbetet.

När det gäller de datorstödda Styrsystemens direkta påverkan på sysselsätt- ningen kan sägas att den personella rationaliseringen redan drivits så långt detär möjligt och att systemen snarast utgör en förutsättning för en effektiv produktion med den bemanningsnivå man har i dag.

Den snabba ökningen av antalet installerade styrsystem väntas fortsätta även i framtiden. Inom massa- och pappersindustrin bedömer man att styrsystem- tekniken är en central faktor för den framtida konkurrenskraften.

Styrsysteminvesteringar inom livsmedelsindustrin (kapitel 5)

En rad olika faktorer har således påskyndat spridningen av avancerade styrsystem inom massa- och pappersindustrin. Inom en av de "nyare” användarbranscherna, livsmedelsindustrin, är graden av koncentration och specialisering av produktionen den faktor som främst förklarar Styrsystemin- vesteringarnas omfattning i olika delbranscher.

Flera av delbranscherna inom livsmedelsindustrin har en mycket splittrad produktionssammansättning vilket minskar möjligheterna att automatisera den direkta produktionen. Genom att specialisera och koncentrera produk- tionen och tillämpa en mer flödesorienterad produktionsteknik söker företagen skapa förutsättningar för att ta tillvara stordriftsfördelar och rationalisera produktionen. Denna utveckling har drivits olika långt inom de olika delbranscherna.

Generellt kan sägas att användningen av datorstödda styrsystem hittills inte fått någon större spridning. De mest omfattande tillämpningarna finns i branscher med homogena produkter där tillverkningen redan koncentrerats till ett mindre antal anläggningar såsom mejeriindustrin. I de stora och specialiserade anläggningarna är marginalerna rörande produktkvalitet, råvaruutnyttjande och genomströmningshastighet av en sådan storlek att de lättare kan motivera en användning av datorstödda styrsystem. En viktig typ av tillämpning är automatiserad dosering av råvaror som finns inom exempelvis charkuteri- samt bageribranschen.

Förutom produktionens sammansättning finns en rad andra faktorer som på olika sätt påverkar graden av datorutnyttjande inom de olika delbran- scherna. Flera av livsmedelsindustrins delbranscher är ägarmässigt starkt koncentrerade vilket är en av förklaringarna till att en så snabb strukturom- vandling kunnat ske i dessa delbranscher. Exempel på detta är slakte- ribranschen, charkuteribranschen samt mejeriindustrin. Ökad koncentra— tion och ägarmässig integration mellan olika tillverkningsled underlättar en fortsatt strukturomvandling med åtföljande teknisk förnyelse.

Datorstödets omfattning beror också på utbudet av system och systemut- vecklingstjänster vilket i sin tur återspeglar de kommersiella möjligheterna för försäljning inom respektive delbransch. Små branscher är ointressanta

för system- och utrustningsleverantörer vilket gör att det inte sker någon anpassning av till exempel givare till kraven i de mindre branscherna. Mejeriindustrin å andra sidan är ett exempel på en bransch där en dominerande utrustningsleverantör i hög grad påverkat användningen av datorstöd inom industrin.

Inom de flesta av livsmedelsindustrins delbranscher har företagen begränsad kompetens beträffande processanalys, anläggningsplanering och utveckling av datorstödda styrsystem. Den forskning som bedrivs är i ringa utsträckning inriktad mot produktionstekniken. I stället ägnas större uppmärksamhet åt exempelvis råvarornas egenskaper och metoder att förlänga hållbarheten d v 5 det är i första hand fråga om att öka och fördjupa produktkunnandet.

Utvecklingen mot ökade möjligheter till automatisering av de livsmedels- industriella processerna sker efter flera olika linjer där såväl produktionens organisation som produktionsteknik och produktutformning berörs. Den begränsade kunskapen inom styrsystemområdet i många delbranscher samt det ringa intresset från leverantörssidan för mindre delbranscher gör dock att utvecklingen mot mer avancerade datorstödda styrsystem går långsamt i flera branscher.

Sysselsättningseffekterna av livsmedelsindustrins strukturomvandling för- stärks av att produktionsvolymen för branschen som helhet förändras mycket litet. I de modernare anläggningarna är arbetskraftsbehovet för en given produktionsvolym lägre och dessutom uppstår regionala sysselsättningsef— fekter genom att produktionen centraliseras.

De system som studeras här utgör bara en av många typer av tillämpningar av datorstöd inom livsmedelsindustrin. För att få ett riktigt perspektiv på datorstödets roll för livsmedelsindustrins utveckling måste även andra slag av tillämpningar tas med ibilden. Speciellt inom livsmedelsindustrin är det, mot bakgrund av den starka koncentrationen i råvaru— och grossistledet samt ägarsambanden mellan företag i olika tillverkningsled, viktigt att ta hänsyn till hur automatisering och utnyttjande av datorstöd inom exempelvis distributionsledet återverkar på de producerande företagen.

Inom de flesta av livsmedelsindustrins delbranscher förs en diskussion om hur ändrad produktionsteknik påverkar behovet av yrkeskunskaper. Att döma av utvecklingen hittills har argumenten för behovet av att bibehålla brett spridda yrkeskunskaper vägt lättare än de mera kortsiktiga ekonomiska argumenten för stordrift och ökad specialisering.

1.2.3. Effekter av styrsystem för konkurrenskraft, sysselsättning och arbetsmiljö (kapitel 13)

I främst de stora, etablerade användarbranscherna anges investeringar i styrsystem som en av de avgörande faktorerna för den framtida konkurrens- kraften. I andra branscher är det främst andra, strukturella faktorer som på sikt bestämmer utvecklingen av produktionsvolym och konkurrenskraft. Som exempel kan nämnas gruvindustrin, konfektionsindustrin samt såg- verksindustrin. I dessa branscher kan satsningar på avancerat datorstöd vid produktionsstyrning dock ses som ett av flera viktiga medel att på sikt trygga konkurrenskraften och därmed branschens överlevnad.

De system som här studerats inriktas i huvudsak mot effektivare utnyttjande av kapital (såväl anläggningskapitalet som kapital bundet i råvaror och material) samt högre råvaruutnyttjande. De direkta effekterna för sysselsättningsnivån i produktionen i företagen är i allmänhet små eftersom systemen tillämpas i verksamheter där kostnadsandelen för det direkta arbetet redan är låg. Effekterna beträffande arbetsmiljö och arbetsinnehåll kan däremot vara avsevärda, särskilt vid system med stora inslag av automatiserad styrning. De största förändringarna när det gäller den fysiska arbetsmiljön inträffar i allmänhet då produktionsövervakningen centraliseras till särskilda kontrollrum. I de etablerade processindustrierna skedde denna övergång redan innan datorstöd började utnyttjas i styr- systemen.

En generell effekt av ett ökat datorstöd är att kraven på driftpersonalen att arbeta enligt fastställda rutiner ökar vilket påverkar såväl den psykiska arbetsmiljön som arbetsinnehållet. Vid införande av avancerade styrsystem ändras också ofta arbetsorganisationen och nya befattningar inrättas. Särskilt beträffande underhållsarbetet ställs nya krav de anställdas kunska- per.

Av de genomförda branschstudierna kan man vidare dra slutsatsen att som datorstödet utnyttjats hittills i respektive bransch har det inneburit att kraven på yrkeskunskap för vissa befattningar i den direkta produktionen minskat. Samtidigt har kraven på andra personalkategorier förändrats och ökat i omfattning.

Förskjutningen av yrkeskunskaper och krav mellan olika perso- nalkategorier har betydelse på flera sätt. I vissa fall kan t ex operatörernas överblick över vad som händer i anläggningen öka och effekterna av olika åtgärder snabbare avläsas vilket utgör en stimulans. De förändrade kraven kan också leda till sämre arbetsmiljö och lägre arbetstillfredställelse för vissa kategorier anställda med på sikt rekryteringssvårigheter som följd. Vidare kan basen för företagens kunskap om den egna verksamheten påverkas. Avgörande för vilka effekter som uppstår för personalen i den direkta produktionen är främst i vilken utsträckning olika rutiner automatiseras och hur manuella och automatiserade rutiner kombineras för olika befattnings- havare.

Det förefaller i många branscher finnas ett behov av att man inom företagen utarbetar en mer långsiktig strategi för att möta problem av ovan nämnda slag. Det är väsentligt att man i samband med systemutformningen noga överväger och söker balansera automatiserade och manuella rutiner så att systemen som helhet fungerar på ett effektivt sätt. Detta förutsätter bland annat att personalen trivs och känner sig engagerad i sina arbetsuppgifter.

1.3. Förutsättningar för att utveckla, underhålla och vidareutveckla styrsystem (kapitel 14)

Systemutveckling

En styrsysteminvestering är i allt väsentligt en investering i ett kunskapska- pita/. Styrsystemen omfattar vanligtvis väsentliga kunskaper om företagens

förädlingsprocess, produkter, anläggningar m m.

Att utveckla avancerade styrsystemtillämpningar tar tid och resurser i anspråk och kräver en omfattande projektadministration. De projektadmi- nistrativa svårigheter och problem som föreligger i olika skeden av utvecklingsprocessen exemplifieras nedan:

svårigheterna att samordna styrsysteminvesteringarna med anläggnings— planeringen i övrigt risken att underskatta kraven på egen arbetsinsats — svårigheterna att tillförlitligt uppskatta intäktsposterna av systemet - svårigheterna att anpassa beslutsordningen för investeringen till olika intressenters behov av insyn och inflytande.

Därutöver tillkommer svårigheter som rör utformningen av systemet, exempelvis:

— möjligheten att utforma modeller av verksamheten som kan utnyttjas i de datorstödda systemen — tillförlitligheten och tillgängligheten hos de mätgivare som ska registrera

data om processen — möjligheten att få utrustningar från olika leverantörer att samverka möjligheten att utforma systemen på ett ergonomiskt och psykosocialt acceptabelt sätt. På en rad områden medför emellertid utvecklingen förbättrade förutsätt— ningar för att utveckla och använda styrsystem. Exempel på detta är: högre tillförlitlighet och tillgänglighet hos de olika utrustningar som ingår i systemen — nya och förbättrade funktioner, t ex förbättrade mätgivare och analysut- rustningar med ökat stöd från inbyggda mikrodatorer och annan elektronik — bättre utvecklingshjälpmedel större utbud av olika paketsystem, dv s färdigutvecklade system för vanligt förekommande tillämpningar tex produktionsstyrning, energi- styrning, miljöstyrning m m.

Utvecklingen på dessa områden är av stor vikt för den fortsatta spridningen av styrsystem. Det är bl a brist på väl kvalificerad personal som kan utveckla och installera styrsystem. Förenklingar av arbetet från tillämpningsidé till in- stallerat system kan därför medge en betydligt högre spridningstakt.

S ystemunderhåll

Styrsystemen består av en mängd delar (olika utrustningar, programvara, databaser m 111) som var och en behöver underhållas på olika sätt för att systemens tillförlitlighet och tillgänglighet ska kunna upprätthållas. Vanligt- vis krävs omfattande resursinsatser för det löpande och förebyggande underhållet. Vidare krävs en hög beredskap för att åtgärda fel. Kunskaps- kraven för underhållet är stora och även snabbt föränderliga till en följd av den snabba utvecklingen av olika utrustningar.

Vidareutveckling

Vanligtvis omfattar styrsystemen ett antal grundfunktioner som gör det möjligt att t ex analysera processen närmare, vilket sedan kan utgöra en bas för vidareutveckling. Att genomföra vidareutvecklingen möter dock ungefär samma problem som vid utvecklingen av helt nya tillämpningar. Eftersom ett redan installerat system medför vissa låsningar tillkommer dessutom ofta ytterligare problem som kan försvåra vidareutvecklingen.

1.4. Leverantörer av styrsystem i Sverige (kapitel 15)

Utveckling och installation av styrsystem förutsätter att omfattande utred- nings-, planerings- och utbildningsaktiviteter genomförs. Vanligtvis upp- handlar användarföretaget samtliga eller vissa av dessa tjänster. Leverantö- rerna i Sverige skiljer sig avsevärt är vad beträffar storlek och inriktning. I allmänhet baserar sig dock verksamheten på en kombination av tjänste- och utrustningsförsäljning. Utifrån resultaten av den enkät som kommittén genomförde under 1979 har följande uppskattningar gjorts:

— totala försäljningen av datorstödda styrsystem till slutanvändande företag i Sverige uppgick till ca 250 miljoner kronor år 1979 — utrustningsandelen av den totala försäljningen ligger på omkring 60

procent — massa- och pappersindustrin, elkraftindustrin samt järn-, stål- och metallverk utgör de största avnämarbranscherna.

Utländska leverantörsföretag svarar för ungefär hälften av försäljningen i Sverige.

Den största svenska leverantören är ASEA vars viktigaste av- nämarbransch i sammanhanget är elkraftindustrin. Tillsammans med SAAB-Scania och Alfa-Laval svarar ASEA för merparten av den svenska exporten som under senare år fått rätt stor omfattning. Under 1979 beräknades exporten uppgå till ca 240 Mkr och således vara i nivå med försäljningen på den svenska marknaden.

1.5. Utbildningsbehov (kapitel 16)

Genom att styrsystemen dels får ökad betydelse för produktionen, dels blir mer omfattande och komplexa ökar kunskapskraven för personal som ska:

— fatta beslut om Styrsysteminvesteringar — specificera systemens funktioner och uppbyggnad — svara för upphandling och installation använda och underhålla systemen.

Systemen berör således i stort sett samtliga befattningshavare. Utöver utvecklingen av datorstödet för systemens mera centrala funktioner har även styr- och reglerutrustningenpåverkats snabbt av data- och elektronikutveck-

lingen. Exempel är nya givare med inbyggt datorstöd, övergång till digital styrning av ställdon m m och övergång från reläsystem till programmerbara sekvensstyrsystem (PC-system). Utvecklingen har också medfört ;att organi- sationen av arbetet och olika befattningshavares uppgifter förändrats.

Systemen använder ofta komplicerade modeller av verksamheten i anläggningarna. För ett effektivt utnyttjande av systemen krävs att användarna har kunskap om hur dessa modeller fungerar i stort och samverkar med den process som skall styras. Särskilt vid störningar t ex förändringar av råvarusammansättningen eller fel på någon utrustning — krävs kunskap om styrsystemets funktioner och processens sätt att reagera. Ökade krav ställs också på olika intressenters förmåga att kunna kommunicera med varandra både vid utvecklingen av system och vid användningen. Det gäller dels inom företag, dels i kontakterna med olika leverantörer.

I DEK's kontakter har också framkommit att flera industrier idag upplever problem med att bibehålla och vidareutveckla egna kunskaper inom styrsystemområdet. Bland orsakerna till detta framhålls bl a:

— att svensk processindustri under senare år har reducerat den tekniska personalen i den direkta produktionen och ofta köpt kunskap utifrån i form av externa tjänster, paketsystem m m — att den tekniska utvecklingen är snabb och kräver omfattande fortbild- ningsinsatser — att personal som rekryteras från ordinarie grundutbildning ibland inte har en ”modern” utbildning — att det fortbildningsutbud som finns ofta är grundläggande och i och för sig av god kvalitet. För att deltagarna ska få en insikt i kunskapernas tillämpbarhet behövs dock ofta en branschanpassad komplettering som vanligtvis inte finns.

Sammantaget medför således utvecklingen på styrsystemområdet ett snabbt växande utbildningsbehov och ökade krav på utbildningsanordnarna.

1.6. Forskning och utveckling i Sverige (kapitel 17)

Vid utvecklingen av styrsystem berörs ett stort antal kunskapsområden och tekniker. Detta medför att forskning och utveckling (FoU) som rör processutveckling, energiteknik, utveckling av mätgivare och andra instru- ment, reglerutrustning, optoelektronik och kommunikationsteknik, system- utvecklingsmetodik mm, senare kan få tillämpbarhet i utvecklingen av styrsystem.

Forskningen inom ovanstående kunskapsområden bedrivs i huvudsak avgränsat från varandra företrädesvis vid högskolorna. Systemleverantörer och användarföretag är de som i allt väsentligt får försöka att knyta samman och tillämpa de olika forskningsresultaten och svara för att utveckla styrsystem.

Det kommunikationsproblem som Styrsystemens tvärvetenskaplighet medför har börjat uppmärksammas. Det finns dock ett mycket stort utrymme för fler initiativ för att öka kontakterna mellan olika kunskapsom-

råden och förbättra förutsättningarna för att forskningsresultat skall få praktisk tilllämpbarhet. Det gäller dels inom högskolan, dels mellan hög- skola, branschinstitut och industri.

FOL-arbetet utförs av flera olika organ och det statliga finansieringsstödet utgår också från olika organ beroende på FoU-arbetets inriktning och utvecklingsskede.

S TU's ramprogram och projektstöd med relevans för styrsystemområdet

Elektronik och datateknik ingår numera som ett av flera s k prioriterade områden hos STU. Stödet uppgick 1979/80 till 50 Mkr och budgeten för 1980/81 uppgår till 65 Mkr.

I stödet ingår bl a ett ramprogram rörande informationsbehandling som omfattar totalt ca 80 Mkr fördelat på fem år från den 1 juli 1980. Forskningsinsatserna och forskningsmålen i programmet utgår från flera olika behov och problem inom informationsbehandlingsområdet. Flera forskningscentra och laboratorier vid högskolorna omfattas av program- met. Ett center berör direkt styrsystemtillämpningar nämligen centret för industriella datorsystem i Lund. Programmet vid centret är en gemensam satsning mellan institutionerna för reglerteknik respektive datalogi vid tekniska högskolan i Lund. Centret skall fungera som en plattform för olika projekt som behandlar tekniska och industriella datorsystem för automa- tion, styrning och signalbearbetning.

STU'S projektstöd i övrigt med anknytning till utvecklingen av dator- stödda styrsystem har främst rört datorbaserad mönsterhantering inom konfektionsindustrin, sågverksautomation samt projekt inom områdena vattenrening och styrning av fodertorkar.

Högskolorna

Vid högskolorna bedrivs FoU-arbete med inriktning på styrsystem i huvud- sak vid institutionerna för reglerteknik. Reglertekniska institutioner finns i Göteborg, Linköping, Luleå, Lund, Stockholm och Uppsala. Omfattningen av FoU-verksamheten är störst i Lund. Institutionen deltar också som en part i det tidigare nämnda centret för industriella datorsystem.

Branschorganisationer

Direkt FoU-arbete inom styrsystemområdet bedrivs vid Svenska Träforsk- ningsinstitutet (STFI) i Stockholm och metallurgiska forskningsstationen (MEFOS) i Luleå. Övriga industribranschorganisationer bedriver mer sporadiskt verksamhet som kan tangera avancerade styrsystem och anordnar ibland konferenser och dylikt för informations- och erfarenhetsspridning på området.

Vid MEFOS pågår för närvarande ett omfattande projekt rörande processtyrning av ämnesvärmningsugnar med syfte att höja produktionen i ugnar och förbättra bränsleekonomin och materialutbytet.

STFI har sedan slutet av 1960-talet bedrivit en avsevärd FoU—verksamhet rörande styrsystem inom massa- och pappersindustrin. FoU-arbetet spänner över många olika tillämpningar och rör såväl produktionsstyrsystem som processtyrsystem. STFI”s FoU-arbete har även inriktats på mätgivare.

Användarföretag

Användarföretagens FoU-arbete inom styrsystemområdet är i huvudsak begränsat till utvecklingsarbete för att kunna installera olika styrsystem i företagens olika anläggningar.

Företag med egen kapacitet att utveckla mer omfattande styrsystem, även med inslag av pionjärarbete, finns främst inom massa- och pappersindustrin, järn- och stålindustrin samt elkraftindustrin.

Leverantörer

Liksom användarföretagen är leverantörernas FoU-arbete huvudsakligen begränsat till utvecklingsarbete, och främst inriktat på programvaruutveck- ling. Störst omfattning på utvecklingsarbetet har ASEA som säljer sina system till flera processindustribranscher samt elkraftindustrin. ASEA liksom övriga svenska leverantörer baserar i allt väsentligt sina system på utländsk utrustning. Några större användarföretag har också börjat sälja sitt process- och styrsystemkunnande och bildat särskilda bolag för detta ändamål.

1.7. Användningen av styrsystem i framtiden (kapitel 18)

Uppläggning och avgränsning

Att göra bedömningar av den framtida utvecklingen inom styr- systemområdeti Sverige är förknippat med en rad svårigheter. Kommittén har därför valt att uttrycka bedömningarna i kvalitativa snarare än i kvantitativa termer. De grundasi huvudsak på tendenser och orsakssamband som kunnat observeras beträffande de senaste årens utveckling och överväganden om hur dessa faktorer kan tänkas utveckla sig i framtiden.

Bedömningarna söker att belysa följande frågeställningar för varje bransch:

storleken av det nuvarande ”gapet" mellan aktuell och potentiell sprid- ning med hänsyn till tekniska och ekonomiska förutsättningar och vilka faktorer som främst förklarar detta ”gap” —- omfattningen av de framtida investeringarna i styrsystem jämfört med de

senaste årens utveckling — de viktigaste effekterna av en ökad användning av avancerade styrsy-

stem.

Bedömningarna grundas i allt väsentligt på de genomförda branschstudier- na.

_. | ! I | 1 l l )

Redovisning av de branschvisa bedömningarna

En relativt snabbt vidgad användning av styrsystem kan väntas inom gruvindustrin bland annat beroende på att de ledande företagen har såväl kompetens som egna utvecklingsresurser. När det gäller produktionsstyrning planerar LKAB att införa ett mycket omfattande system som berör hela produktionsprocessen från brytning till utskeppning av malmen. Syftet är att höja produktiviteten och anläggningsutnyttjandet.

De olika delbranscherna inom livsmedelsindustrin uppvisar en mycket varierande bild. Mejeriindustrin är den delbransch där mekanisering och automatisering med datorstöd gått längst. Den snabbaste spridningen kan förväntas inom charkuterindustrin. Den koncentrerade ägarstrukturen spelar här en stor roll liksom systemleverantörernas intresseinriktning. Inom de dominerande ägargrupperna finns också omfattande planer på struktu- rella förändringar och investeringar i ny produktionsteknik. Utvecklingen av datorstöd inom de större matbrödsbagerierna kommer främst att inriktas mot system av administrativ karaktär för främst planering och uppföljning av produktionen och råvaruförbrukningen. Livsmedelsbranschen som helhet har ett begränsat kunnande rörande styrsystem vilket medför att utveckling- en kan komma att domineras av leverantörsföretag.

Potentialerna inom textil- och konfektionsindustrin för ett ökat utnyttjande av datateknik och elektronik kan bedömas som avsevärda. Mot bakgrund av branschens ekonomiskt bekymmersamma läge och begränsade resurser för att bedriva utvecklingsarbete torde dock samhälleliga initiativ krävas för att dessa möjligheter skall kunna utnyttjas fullt ut.

Sågverksindnstrin har ännu inte i någon större utsträckning börjat tillämpa den mest avancerade tekniken vad gäller datorstödda styrsystem. Potentia- lerna för ett ökat utnyttjande är dock stora. Branschens egna resurser för att utveckla och installera avancerade styrsystem är mycket begränsade och den tekniska utvecklingen domineras av utrustningsleverantörerna. Förutsätt- ningar för en ökad spridning av avancerade styrsystem är att frågan om råvarutillgången får en tillfredsställande lösning samt att resurser satsas på att utveckla metoder för att mäta produktflödet i en sågverksanläggning. Under de närmaste åren kommer systemen huvudsakligen att vara inriktade mot ett bättre råvaruutnyttjande.

Massa- och pappersindustrin har relativt sett goda förutsättningar för en fortsatt snabb spridning och vidgad användning av avancerade styrsystem. En fortsatt utveckling av övergripande informations- och planeringssystem som samordnas med exempelvis försäljningssidan och underhållsarbetet kan väntas. Ett högt anläggningsutnyttjande kommer att bli en allt viktigare konkurrensfaktor. Andra områden med stor tillämpningspotential är pro- cesstyrtillämpningar inom massaframställningsledet, styrning av kemikalie- återvinning samt energi- och annan mediastyrning (vatten, ånga etc).

Utvecklingen kommer framför allt att innebära att redan kända eller prövade tillämpningar realiseras praktiskt och får större spridning. Tillämp- ningarnas direkta effekter för sysselsättningsnivån väntas bli begränsade då den personella rationaliseringen redan drivits mycket långt.

Eftersom massa- och pappersindustrin tillhör de branscher som kommit längst när det gäller datorstödda styrsystem har man även före andra

branscher börjat uppmärksamma olika hinder och problem i samband med ett ökat datorutnyttjande. En ökande del av de branschgemensamma aktiviteterna kan förväntas riktas mot denna typ av frågor.

Den kemiska industrin betraktas allmänt som en av de branscher som har förutsättningar för en fortsatt produktionstillväxt. vilket underlättar infö- randet av ny teknik. Flera branschrepresentanter har framhållit betydelsen av den snabba utvecklingen inom mini- och mikrodatorområdet vilken innebär att datorstöd kan tillämpas för avgränsade problem och produk— tionsled. Dessa ökande möjligheter att stegvis och med från början begränsade ambitionsnivåer utnyttja datorstöd påskyndar introduktionen samt den fortsatta spridningen. Inom vissa delbranscher utvecklas färdiga paketsystem för olika tillämpningar. Även i Sverige verksamma systemle— verantörer har under senare år börjat inrikta sig mot den kemiska sektorn.

Inom järn-, stål- och metal/verk kan en fortsatt snabb spridning av avancerade styrsystem väntas. Datatekniken betraktas inom branschen som något av ett nyckelområde vad beträffar den framtida konkurrenskraften.

De nyare systemen blir alltmer omfattande och komplexa. Pro- cesstyrsystemen griper djupare in i de enskilda delprocesserna och automa- tiseras i högre utsträckning. Produktionsstyrsystemen omfattar i ökande utsträckning produktions- och anläggningsdata samtidigt som de kopplas samman i hierarkier som rör allt större produktionsavsnitt. Viktiga tillämpningsområden kommer att vara bland annat styrning av ugnar och maskiner samt övergripande energistyrning inom anläggningarna omfattan— de förutom el även ånga, vatten, luft och gas i olika processer.

Systemen utvecklas efter två linjer, dels paketsystem för vanligt förekom- mande tillämpningar, dels kundanpassade system. Liksom i många andra branscher utvecklas och sprids inom järn- och stålindustrin också smä system med mikrodatorer för avgränsade uppgifter.

Elkraftindustrin ligger relativt långt framme i utnyttjandet av datorstöd i styrningen av produktionen, överföringen och distributionen av elektrisk energi. De planer som finns inom bland annat Vattenfall pekar på en fortsatt snabb expansion, huvudsakligen med syfte att förbättra kvaliteten på elleveranserna samt anläggningsutnyttjandet.

Avslutning

Försäljningen av datorstödda styrsystem på den svenska marknaden förändrades inte nämnvärt under perioden 1976—1979 då den uppgick till ca 250 miljoner kronor per år. Resultaten från branschstudierna pekar dock på att försäljningen kan komma att öka väsentligt. Totalt kan den uppskattas till mellan 300 och 400 miljoner kronor per år under de närmaste tre åren. Största andelen faller på investeringar inom elkraftindustrin.

2. Inledning

2.1. Uppläggningen av studien

2.1.1. Syfte och avgränsning

Denna rapport behandlar system som används för att planera, styra och övervaka den direkta produktionen i ”processindustrin". Avgränsningen innebär att studien omfattar dels system inom vad som traditionellt brukar betraktas som processindustri nämligen massa- och pappersindustri, järn- och stålindustri m m, dels processorienterade tillämpningar inom övriga branscher med undantag för verkstadsindustril och grafisk industri.

Syftet med rapporten är för det första att kartlägga omfattningen och inriktningen av användningen av avancerade styrsystem samt att belysa hur datorstöd utnyttjas i dessa system. Främst beskrivs i vilka funktioner systemen används och de effekter detta får på i första hand produktionsre— sultatet i företagen. Vidare behandlas de faktorer inom företagen som styr utnyttjandet av systemen i olika branscher t ex produktionstekniska förut- sättningar, kompetensnivå etc samt yttre förutsättningar såsom systemleve- rantörernas inriktning, teknisk utveckling, konkurrenssituationen m in.

För det andra är syftet att analysera behovet av samhälleliga åtgärder för att främja en i vid mening effektiv användning av de studerade tillämpningarna. En detaljerad redovisning av olika förslag till åtgärder ges dock inte i denna rapport utan först i ett senare delbetänkande från kommitten.

De studerade systemen omfattar huvudsakligen två slag av styrfunktioner. De används dels för att styra och övervaka de kemiska reaktioner och andra bearbetningsprocesser som kan ingå i olika avsnitt av produktförädlingen — processtyrning, dels för att planera och följa upp driften av enskilda pro- duktionsled och samordna flera produktionsled — produktionsstyrning. I praktiken kan systemen beröra sido- eller överordnade administrativa funktioner som inte är hänförliga till den direkta produktionen. t ex inköps-, lager- och orderbehandlingsfunktioner. De studerade systemen har ofta mycket olika omfattning och inriktning, vilket gör att t ex summeringar av antalet system i en eller flera branscher har ett begränsat värde. Av denna anledning har kartläggningarna av branscherna inte inriktats mot detta slag av kvantitativa uppgifter.

Avgränsningen till tillämpningar som är inriktade mot den direkta produktionen innebär att administrativa tillämpningar av datorstöd faller utom ramen för studien. ] ett företag finns också en rad andra verksamheter

1 Verkstadsindustrins användning av datorstöd redovisas i DEK”s rap- port "Datateknik i verk- stadsindustrin dator- stödd konstruktions- och tillverkningsteknik", SOU 1981:10.

där datorstöd kan användas exempelvis råvaru- och lagerhantering, förpack- ningsarbete, distributionsplanering m m. Sådana tillämpningar behandlas i studien sporadiskt och ytligt och endast i den mån de har direkt samband med de produktionsinriktade systemen. Studien och de slutsatser som redovisas hänför sig således i huvudsak till endast två av flera olika tillämpnings- områden för datorstöd inom de studerade branscherna. Detta innebär att datorstödet och rationaliseringsmöjligheterna inom flera person alintensiva verksamheter behandlats knapphändigt eller inte alls berörts.

Studierna av de olika delbranscherna har prioriterats med utgångspunkt från vissa frågor som ansetts särskilt intressanta att belysa. Urvalskriterierna har varit:

bransch som kommit långt vad beträffar användningen av avancerade styrsystem — bransch som av konkurrensskäl skulle vara betjänt av ett ökat utnyttjan— de — bransch där de strukturella effekterna (främst på sysselsättningen) kan förväntas bli stora

bransch som är intressant för svenska systemleverantörer bransch eller tillämpning som är av intresse från energi- eller miljösyn- punkt.

Ingående studier har gjorts av tillämpningar inom gruvindustrin, livsmedels- industrin, textili och konfektionsindustrin, sågverksindustrin. massa- och pappersindustrin, den kemiska industrin, järn- och stålindustrin samt elkraftindustrin. Tillämpningar inom petroleum- och kolproduktindustrin, gummivaruindustrin, cementindustrin, vattenverk och reningsverk mm behandlas översiktligt. Vissa smärre branscher, som bedömts vara av mindre intresse i sammanhanget, har helt uteslutits. Det gäller främst läder- och lädervaruindustrin, viss trävaru- och pappersbaserad industri samt några delbranscher inom jord- och stenvaruindustrin.

2.1.2. Disposition, genomförande och dokumentation

Studien av avancerade styrsystem inom processindustrin är omfattande på flera sätt. Den rör många olika branscher och vänder sig till ett flertal intressenter med olika avgränsat intresse för studien. Som exempel kan nämnas de politiska partierna, arbetsmarknadens parter, branschorganisa- tioner, utbildningsorganisationer, finansieringsorgan, enskilda användar- företag och leverantörer samt andra utredningar inom dataområdet. Arbetet med studien har därför inneburit omfattande kontakter med uppgiftslämnare och intressenter i syfte att förankra utredningsmaterialet och utröna förutsättningarna för att genomföra olika åtgärder.

Hittills har inte något större material om användningen och effekterna av avancerade styrsystem i Sverige sammanställts. Kommittén har därför ansett det angeläget att sådant material publiceras utan onödigt dröjsmål. Samtidigt kräver diskussionerna och kontakterna med olika intressenter främst röran- de olika förslag till åtgärder rätt lång tid. Mot denna bakgrund har kommittén valt att dokumentera studien och förslagen till åtgärder på följande sätt:

I föreliggande rapport redovisas kartläggningsmaterial rörande:

— nuvarande användning och effekter av avancerade styrsystem i olika branscher (kapitel 3-13) förutsättningar för att utveckla och använda avancerade styrsystem (kapitel 14) — de företag som utvecklar och säljer styrsystem och annan utrustning (kapitel 15) — utbildning samt forskning och utveckling inom områden som är relevanta för användningen av avancerade styrsystem (kapitel 16 och 17).

Ihrapporten ingår också en bedömning av den framtida användningen av styrsystem inom olika branscher (kapitel 18). Sammanfattande slutsatser redovisas tillsammans med utgångspunkterför olika åtgärder i ett avslutande avsnitt (kapitel 19).

Den inledande figuren i innehållsförteckningen ger en översikt av hur rapporten disponerats.

Material och källor redovisas i bilaga 2. Eftersom det i stor utsträckning saknas allmänt vedertagna begrepp inom de områden studien behandlar har även en ordlista upprättats och bifogats rapporten (bilaga 3).

Rapporten har behandlats i den särskilda referensgrupp som engagerats för studien. Utredningsmaterialet har även underhand spridits till andra referenspersoner och uppgiftslämnare för faktakontroll och synpunkter. Det har även fortlöpande tillställts dataeffektutredningenl.

Mot bakgrund av antalet intressenter till studien, omfattningen av materialet och nödvändigheten av att ha ett överblickbart material som utgångspunkt för diskussionerna om olika åtgärder, har även ett diskussions- underlag utarbetats om problem, möjliga åtgärdsinriktningar och åtgärdsex- empel. Diskussionsunderlaget har använts vid överläggningar med berörda myndigheter och andra organisationer.

Materialet i denna rapport och i diskussionsunderlaget utgör underlag till ett delbetänkande som behandlar och sammanfattar DEK”s processindustri- och verkstadsindustristudier och som redovisar förslag till åtgärder. Detta delbetänkande kommer att publiceras under 1981.

2.1.3. Samordningen med andra utredningar

Studien av styrsystem inom processindustrin har beröringspunkter med flera andra utredningar. En "intern” samordning har skett med den ovan nämnda studie av verkstadsindustrin som bedrivits inom DEK's ram. I det för de båda studierna gemensamma delbetänkandet kommer framför allt förslagen till åtgärder att samordnas.

Den "externa" samordningen berör i första hand dataeffektutredningen, som främst har till uppgift att studera frågor som rör datateknikens effekter på sysselsättning och arbetsmiljö. Analyserna av sysselsättningseffekterna skall bland annat omfatta effekter för olika yrkesgrupper, för olika näringsgrenar och för olika regioner. När det gäller arbetsmiljön skall dataeffektutredningen belysa såväl direkta ergonomiska problem som sociala problem och frågor om arbetsinnehåll och arbetstillfredsställelse i vid mening. Utredningen skall också diskutera datateknikens betydelse beträf- fande förutsättningarna för och möjligheterna till medinflytande för de

1 A 1978105

anställda. Även förslag till åtgärder rörande utbildning, sysselsättning och arbetsmiljö faller huvudsakligen inom dataeffektutredningens uppdrag. Enligt direktiven skall DEK*s material kunna tjäna som underlag för dataeffektutredningens överväganden. Sekretariaten till respektive ut- redning har bedrivit utredningsarbetet samordnat.

Med ovan nämnda uppläggning finns det dock en rad frågor som berör båda utredningarnas arbete och där utredningsmaterialet måste ses i ett sammanhang för att en allsidig och balanserad bedömning av utvecklingen och förslagen till åtgärder skall kunna göras. Som exempel kan nämnas de starka samband som finns mellan olika slag av effekter av användningen av datateknik exempelvis mellan företagens konkurrenskraft och sysselsätt- ningsutvecklingen, mellan utformningen av datatillämpningar och arbetsor- ganisation/arbetsinnehåll o s v. Bedömningar av den framtida utvecklingen, vilket DEK har till uppgift att göra, måste också ta hänsyn till frågor om utbildningssystemets inriktning, de anställdas attityder etc.

I det kommande delbetänkandet rörande såväl verkstads- som processin- dustrin avser kommittén redovisa sin bedömning av huruvida det egna och dataeffektutredningens material sammantaget belyser utvecklingen inom de studerade områdena på ett tillfredsställande sätt. Denna bedömning kommer bl a att återspeglas i kommentarerna till de gjorda avgränsningarna eller i förslag till fortsatt utredande.

2.2 Styrsystem och datorstöd — en introduktion

2.2.1. Produktionsteknikens utveckling inom processindustrin

Inom de traditionella processindustrierna har produktionsteknik och kemis- ka reaktioner stor del i produktförädlingen och produktionsresultatet. Det mänskliga arbetet vid drift har i huvudsak reducerats till att styra och övervaka processförloppen samt att underhålla anläggningarna. Styrningen och övervakningen sker i allmänhet från centrala kontrollrum med hjälp av bildskärmar och en omfattande instrumentering. Produktionstekniken är kapitalintensiv med efter svenska förhållanden stora produktionsenheter. Genom att produktionstekniken blivit mer avancerad har utveckling och installation av en anläggning och dess styrsystem blivit alltmer kunskaps- och resurskrävande. Kapitalintensiteten, den alltmer avancerade produktions- tekniken samt de stora anläggningarna leder till mer avancerade krav på styrning av verksamheten.

I många branscher pågår en utveckling mot mer processorienterad produktionsteknik vilken ofta sammanhänger med införande av mer avancerade metoder för styrningen. Höjda energipriser och skärpta miljö- vårdsbestämmelser är andra faktorer som under senare år ökat kraven på styrning för att minimera råvaruförbrukning och kontrollera olika utsläpp i miljön.

I de följande avsnitten i denna introduktion behandlas först de slag av styrning som kan förekomma i ett företag med tyngdpunkt på styrningen riktad mot produktionen. Därefter beskrivs olika system som finns för att realisera denna styrning och därmed sammanhängande problem samt motiv för att investera i systemen. I samband därmed berörs också datorstödets roll

i användningen av styrsystemen. Avslutningsvis ges en kortfattad historik över datorstödets utveckling i processindustrin.

2.2.2. Olika typer av styrning och styrsystem Definitioner och begrepp

I ett företag förekommer en mängd olika typer av styraktiviteter på skilda nivåer i verksamheten. Styrningen har olika karaktär och tidshorisont beroende på vilka funktioner som berörs. Den information och de rutiner och hjälpmedel som utnyttjas för styrningen kallas styrsystem. I en hel anläggning utnyttjas en hierarki av system som automatiserats och inte- grerats i varierande utsträckning. I figur 2.1 nedan görs ett försök att översiktligt illustrera de styrfunktioner som förekommer på olika styrnivåer samt de typer av styrsystem som används i en anläggning. Rektanglarna längst ner i figuren åskådliggör olika produktionsled.

é Hu &» Egg åse itä" (':'/> Planering 5 Budgetering E Redovusning (D 5; >. (I) .. >. 27; |!) C .9 4 ,. .! 5 E % w & 5 I : . >. ... & | | 8 | - 0 | | 3 Produktions— i planering | | I : 2 I

Råvaror som bearbetas | _. anläggningens olika produk- tionsled

Figur .2.] Olika styrnivå- er och styrfunktioner.

Källa: DEK.

Körplanering

Direkt styr- ning av pro— duktionsled

Färdig produkt

De system som studeras i denna rapport omfattar huvudsakligen funktioner på nivåerna 1—3 i figuren. Närmast ovan produktionsleden är styrnivå 1, där den direkta styrningen av enskilda produktionsled ombesör- jes. Det kan t ex röra den direkta regleringen av en process som operatörer sköter eller övervakar. Tidshorisonten för styrningen kan variera från en sekund till en dag.

Styrnivå 2 avser den styrning som behövs för att planera produktion, beläggning, underhåll m m för ett produktionsled som t ex förmän, skiftledare eller liknande svarar för. Tidshorisonten kan vara från en timme till ett par dygn.

Styrnivå 3 avser styrning som samordnar produktionen mellan olika produktionsled och som utifrån inköps-, lager— och ordersituationen ger stöd till företagsledningens beslut angående produktionen. Tidshorisonten varie- rar till exempel från en dag till ett eller ett par kvartal.

Styrnivå 4 avser den traditionella administrativa styrningen av inköp, lager, orderbehandling samt fakturering och styrnivå 5 åskådliggör företa- gets ekonomiadministrativa styrning omfattande planering, budgetering och redovisning. Tidshorisonten kan vara en vecka till flera år. Styrningen på dessa nivåer omfattas som nämnts inte av studien.

Begreppet ”styrnivå” är inte tillräckligt för att klassificera de studerade systemen uttömmande eftersom den praktiska utformningen varierar i så hög grad mellan olika branscher och mellan företag. Nedan ges några parametrar som, förutom styrnivån, kan utnyttjas vid en grov karaktärisering av olika system:

— hur stort produktionsavsnitt som systemet omfattar (från ett enskilt produktionsled till hela anläggningen) systemets styraktivitet (från direkt styrning till endast uppföljning och rapportering) hur många produktionskomponenter som systemet omfattar (från tempe- ratur, flöde m m till totala produktsammansättningen) systemets tidshorisont.

Som antyddes i avsnitt 2.1.1 och i figur 2.1 kommer fortsättningsvis begreppen produktionsstyrning och produktionsstyrsystem respektive pro- cesstyrning och processtyrsystem att användas för att beteckna de studerade funktionerna och systemen. Beteckningen processtyrsystem avser system som vanligen är inriktade mot funktioner på nivå 1 och 2 i figur 2.1 medan produktionsstyrsystem avser system som huvudsakligen omfattar funktioner på nivå 2 och 3. Produktionsstyrsystemen omfattar normalt större produk— tionsavsnitt, har lägre styraktivitet, arbetar med längre tidsintervall samt behandlar fler produktionskomponenter än processtyrsystemen. De system som är i praktisk drift innehåller dock ofta funktioner av både slagen varför indelningen inte är helt entydig i praktiken (jämför den överlappning som åskådliggörs i figur 2.1)

Innan de olika typerna av system behandlas närmare skall användningen av begreppet styrsystem kommenteras något. Speciellt när det utnyttjas i sammanhang som har med datorer och datorstöd att göra leder detta begrepp lätt tanken till system där datorer svarar för alla funktioner inklusive direkt reglering utan mänskligt ingripande. Sådana system hör i själva verket till

Kontrollrum [ äldre pro- cessindustrianläggningar utan datorstöd.

(3333. ._ 533925: åämäMImäaä—Eev— Esa. .— EEE—ENSEQM

.muuumuuum ;

|;

|| lli

Lut Ila-sul; id

lnl _____

reo: _ 126 368

Spalv. ' -

_ . .

105 _ f_- r. . l

Procersv

Process venli lation

9154: 9 ,153 0

quroiornnt. Siw. ,non

0 990 'I Yiilmnqsv.

nu..-» ,-. .

Fl llnrlnq Uukw-

[ lilOPFPnWN',

_._._.>_. I £2Ct13/HQ '.T)—_ JBOHB kan

Processöversikt från re- ningsverk presenterad på bildskärm.

Processöversikter av oli— ka detaljeringsgrad an m assa fabri k .

Exempel på olika slag av bildskärmspresentation.

Presentation av tidkurvor för olika processvariab- ler.

;! u n

undantagen. I denna studie betecknar begreppet styrsystem istället alla de hjälpmedel i form av manuella rutiner, maskinell utrustning, rutiner för informationsinsamling och informationsbearbetning m m som utnyttjas för att planera, övervaka och styra produktionen. Som visas i studien får dock datorstödet en allt viktigare roll i styrsystemtillämpningarna.

En annan distinktion rör begreppen datorstyrda och datorstödda funktio- ner. Ett styrsystem sägs var datorstyrt om funktionerna automatiskt styrs av en dator. Med datorstödda styrsystem avses system där vissa funktioner utförs med hjälp av dator, tex bearbetning och presentation av beslutsun- derlag. I ett datorstött styrsystem ingår såväl datorstyrda som datorstödda funktioner.

Idet följande diskuteras en del ytterligare aspekter rörande de studerade styrfunktionerna och systemen.

Processtyrning och processtyrsystem samt datorstödets roll

För att styra förloppet hos en process måste man känna till normalt och faktiskt processförlopp. Avvikelser utöver ”godtagbara” gränser måste resultera i ingrepp som tvingar in processförloppet i normala banor igen. Detta förutsätter bl a processkunskap samt förmåga att uppfatta, analysera och reagera både snabbt och noggrant. Figur 2.2 försöker illustrera de funktioner som ingår i ett processtyrsystem.

Som framgår av figuren ingår i ett processtyrsystem följande funktioner eller delar:

— funktioner för att mäta processtatus tex temperatur och flöde, kemisk sammansättning och konsistens hos produkten, regulatorers och andra utrustningars inställning och eventuella fel m m (1) — teoretiska eller empiriska processmodeller att jämföra med och beräkna avvikelser från (2) olika rutiner för att bedöma situationen mot bakgrund av processtatus, planerad produktionshastighet, planerat underhåll och status på olika utrustningar (3) — regler för att beräkna behövliga reglerkommandon (4) — funktioner för att på olika sätt åstadkomma en fysisk reglering av processen (5).

Att styra en process är inte lätt och kan bl a försvåras av att värdena på viktiga processparametrar inte kan mätas tillförlitligt eller att processambanden är komplicerade och delvis okända. Behövliga ingrepp för att styra processen kan vara svåra att utföra. En annan svårighet är att det förflyter viss tid mellan det att processtatus mäts till dess ingreppet kan utföras. Under tiden kan processförloppet ha ändrat sig. En avvikelse behöver heller inte utveckla sig som den brukar. Störningar som inträffar kan bero på en rad orsaker som kan behöva mötas med helt olika åtgärder.

Ett väl fungerande processtyrsystem förutsätter således ingående kunska- per om både processen och anläggningen. Åtminstone fyra olika ambitions- nivåer kan urskiljas beträffande processtyrningens automatiseringsgrad. Den följande beskrivningen av dessa nivåer och de funktioner i vilka dator- stödet kommer in anknyter till figuren 2.2.

Figur 2.2 Olika funktio- ner vid styrning av en process

Källa: DEK

Produktionsplan

| Körplan för l Körplan | Körplan för I | föregående | — produktions- efterföljande | produktionsled l hastighet | produktionsled l l_ _______ l Aplanerat un- l——-—--——————|

derhåll mm

Bedöm situationen

3

Beräkna regler— kommando

4

Beräkna avvikelse

2

Mät pro-

Reglera cesstatus

Produktions- led ("process")

Efterföljande

[ | Föregående . | | produktionsled :

produktionsled |

Den lägsta nivån avser automatisering av utrustning för att mäta och analysera processtatus samt av ställdon och andra regulatorer för att påverka processen (ingår i delfunktionerna 1 och 5 i figur 2.2).

Nästa nivå omfattar system som utnyttjar datorstöd främst för informa- tionsöverföring och informationsbearbetning ingående i delfunktionerna ] och 2 i figur 2.2. Med utgångspunkt från informationen bedömer operatören vilka ingrepp som skall göras.

Närmast högre ambitionsnivå hänför sig till datorsystem som bearbetar information från processen och också föreslår regleringrepp för operatören (delfunktionerna 2 och 4 samt delar av 3 i figur 2.2)..Operatören kan via en operatörspanel kommunicera med datorsystemet. Vanligen registreras väsentliga processparametrar i sådana system och skrivs ut på skrivmaski-

ner.

Vid direkt reglering (den fjärde nivån) automatiseras samtliga delfunktio- ner i figur 2.2. d v s även valet av regleringrepp och inställningen av regulatorerna. Operatören behöver endast övervaka driften och ingripa vid störningar. Den ökade automatiseringen medför att operatörens kontakt med processen blir allt mer indirekt.

Generellt kan sägas att kraven på snabb och omfattande kommunikation mellan utrustningskomponenter och funktioner i ett processtyrsystem är höga. Kabeldragningen i anläggningarna är därför omfattande. Den största delen av databehandlingskapaciteten åtgår i många fall till att ombesörja kommunikationen medan en mindre del åtgår till beräkningar. En betydande del av datorstödet i processtyrsystem används också för att sammanställa och presentera information på ett lättillgängligt sätt för operatören. I modernare system används färgbildskärmar som ger information om både processen och anläggningsutrustningen. Operatören kan välja presentationssätt tex rit- ningar (översikter av anläggningen eller del av anläggningen med objekt- symboler. pumpar. ventiler och ställdon inritade) eller olika tabeller. tidkurvor och listor. Operatören kan också välja detaljeringsnivå genom att ange processnivå (översikts-. processenhets— eller delprocessnivå) samt tidshorisont för presentationen tex närmaste tre minuter. en timme. sex timmar etc. Olika färg används för att underlätta kommunikationen. Rött kan tex ange alarm, gult varning och grönt att tillståndet är normalt. Blinkningar används för att ytterligare förstärka larm och varningar. Andra färger kan användas för att ange signalfel, värden som är under inmatning. har inmatats manuellt o s v.

Illustrationerna på sidorna 33 till '36 visar bl a kontrollrummet i en modern processindustri. och olika sätt att på bildskärm presentera process- och anläggningsdata.

Produktionsstyrning och produktionsstyrsystem samt datorstödets roll

Produktionsstyrsystemen omfattar vanligen en rad planerings- och uppfölj- ningsfunktioner med olika tidshorisont för olika stora produktionsavsnitt. Som exempel kan nämnas operativa körplaner för närmaste timme för ett produktionsled respektive årsplaner för hela anläggningsutnyttjandet. Sys- temen samverkar vanligen med ekonomiadministrativa styrsystem. tex orderbehandling och fakturering. Ibland används systemen också som underlag för prestationslöneberäkningar. Produktionsstyrsystem samverkar också med processstyrsystem genom att dels använda information från dessa för produktionsuppföljningen, dels ge förutsättningar för produktionen. Det senare kan ske t ex i form av körplaner med information om vilka produktkvaliteter som skall tillverkas och när detta skall ske. planerad beläggning. planerat anläggningsunderhåll m m.

Under produktionen registreras kontinuerligt en mängd process- och anläggningsdata. Dessa data utgör underlag för processtyrningen. produk- tionsstyrningen och även de administrativa styrsystemen. En stor del av de datorbaserade funktionerna i produktionsstyrsystemen är också inriktade på sammanställning och presentation av de stora informationsmångder som berörs.

Vid sidan om planerings- och uppföljningsfunktioner för normal drift ingår också funktioner för att underlätta beslut om omställningar som kan bli nödvändiga på grund av störningar i processen eller utrustningen. Även i dessa funktioner kan datorstöd utnyttjas t ex för att simulera konsekvenser- na för produktionsförloppet och produktionsresultatet av alternativa beslut. Vidare kan nya körplaner snabbt tas fram. Datorstödet i produktionsstyr- systemen har utvecklats parallellt med datorstödet för administrativa styrsystem och processtyrsystem. Utvecklingen mot lägre pris och högre prestanda på datorer och framför allt de förbättrade möjligheterna till direkt datorbearbetning har möjliggjort att de datorbaserade funktionerna i produktionsstyrsystemen alltmer kunnat utnyttjas för den operativa styr- ningen av produktionen.

2.2.3. Motiv för investeringar i avancerade styrsystem

De system som behandlas i studien syftar till att genom en mer avancerad styrning effektivisera den direkta produktionen i de studerade branscherna. En förbättrad styrning och uppföljning kan avse en eller flera av kostnads- slagen råvarukostnader. kapitalkostnader (anläggningsutnyttjande) och lönekostnader. Råvarukostnaderna kan påverkas exempelvis genom:

jämnare produktkvalitet och därmed mindre kassation högre utnyttjandegrad av råvaror, slutna system för kemikalier etc vilket bl a också kan begränsa miljöfarliga utsläpp effektivare energianvändning.

Kapitalkostnaderna kan sänkas genom ett effektivare anläggningsutnytt- jande exempelvis:

högre genomströmningshastighet bättre underlag och möjligheter till planering och uppföljning av produk— nonen —— bättre underlag för att diagnosticera fel. snabbare underhållsingrepp — kortare omställnings- och starttider för produktionen.

Lönekostnaderna kan sänkas genom att:

- behovet av operatörer minskar — vissa skift kan köras med begränsad bemanning.

Motiven för investeringar i styrsystem varierar naturligtvis i de enskilda fallen men kan i princip återföras på en eller flera av faktorerna ovan. Beroende på kostnadsstrukturen i processindustrin kan dock sägas att systemen i allmänhet främst är inriktade mot faktorer som påverkar råvaru - och anläggningsutnyttjandet. I branschstudierna ges också exempel där avancerade styrsystemtillämpningar utgör en förutsättning för driften och styrningen av olika anläggningar.

Svårigheten att generalisera gäller i ännu högre grad de effekter avancerade styrsystem har på andra faktorer än de rena produktionskostna- derna. Som exempel på sådana möjliga effekter kan nämnas:

— arbetsorganisation och arbetsinnehåll påverkas

— utbildningen för operatörer förändras till omfattning och innehåll färre behöver vistas i produktionsanläggningar som ofta har en dålig fysisk miljö kraven på kunskaper för underhållet ökar snabbt och förändras. Själva underhållsarbetet kan dock ibland förenklas — arbetet med att utveckla. installera samt vidareutveckla en anläggning och dess styrsystem kräver allt större kunskaper, kunskapssamverkan och resursinsatser.

Minskad personal. lägre krav på yrkeskunskaper och påfrestande övervak- ning för viss personal i den direkta produktionen är de effekter som i de- batten om styrsystemen framhålls som mest negativa. Inriktningen och effekterna av avancerade styrsystem varierar självklart i de enskilda fallen. Detta belyses i studierna av användningen av styrsystem i olika branscher som redovisas i kapitel 3-13.

2.2.4. Datorstödets roll i användningen av styrsystem — en historik

Datateknikens utveckling och dess möjligheter att lagra stora informations- mängder och framför allt snabbt överföra och bearbeta information gjorde att idén om tillämpningar inom processindustrin föddes tidigt. I USA initierades de allra första projekten år 1956 medan de första svenska in- stallationerna kom först Linder mitten på 1960-talet.

I mars 1961 publicerade tidningen Control Engineering den första av en serie artiklar som beskrev utvecklingen av datorstödet för processtyrning. Den första artikeln behandlade 37 system som var installerade i mars 1961. Systemen fanns inom stål-. kemi-. petroleum- och kraftindustrin.

Av de 37 första installationerna fanns bara tre utanför USA. I maj 1962 rapporterade Control Engineering att antalet installationer världen över stigit till 159. varav 25 utanför USA. Det största antalet datorer fanns inom kraftindustrin där 53 stycken hade installerats.

Utvecklingen av datortekniken var mycket snabb och redan 1963 kom nästa generation processdatorer. Dessa datorer var — främst p g a transistor- utvecklingen mycket snabbare. hade högre tillförlitlighet och var billigare än de tidigare datorerna. Detta tillsammans med en ökad processkännedom från de tidigare tillämpningarna påskyndade utvecklingen. Snabbare in- och utmatning av data till och från datorerna medförde att det blev möjligt att låta datorsystemet direkt reglera processen.

Den ökade datorkapaciteten gav också andra fördelar. Det blev lättare att styra ett större antal delfunktioner. Ändringar i systemet kunde göras med programvara i stället för maskinvara.

Vid belastningsvariationer var det t ex mycket lätt att ändra koefficienter i en styralgoritm. Programmeringsarbetet som var mycket besvärligt på de tidigare installationerna kunde förenklas. Datorstöd kom också att utnyttjas för att sammanställa och presentera information om produktionen på ett effektivt sätt. Det var dock först när bildskärmar introducerades som teknis- ka möjligheter förelåg för ett effektivare informationsutbyte mellan perso- nalen och de datorbaserade delarna av styrsystemen.

Datorstödet har sedan utvecklats och blivit mer lättillgängligt på grund av

sänkta priser och höjda prestanda när det gäller databehandling och datakommunikation. Till detta har också förbättrade möjligheter att göra bearbetningar lokalt bidragit. Även förbättrad tillförlitlighet och ett bredare utbud av färdiga tillämpningsprogramvaror har underlättat spridningen av tilllämpningar. De förbättrade möjligheterna har också utnyttjats för operatörskommunikationen. Det är dock först under de senaste åren som flerfärgskärmar och grafisk representation börjat introduceras.

3. Introduktion till branschstudierna

3.1. Syfte, avgränsningar och disposition

De olika branschstudier som redovisas i kapitel 4—12 följer inte i detalj en gemensam uppläggning utan inriktningen och omfattningen varierar med utgångspunkt från kommitténs prioriteringar och skillnader i det material som stått till förfogande. I vissa av studierna redovisas praktikfall. baserade på kommitténs egna undersökningar. som mera i detalj belyser de datorstödda styrsystemens utformning och effekter. De branschstudier som redovisas översiktligt baseras huvudsakligen på tidigare publicerat material. Underlag till studien av massa- och pappersindustrin har på uppdrag av kommittén sammanställts av Svenska Träforskningsinstitutet. Motsvarande uppdrag beträffande gruvindustrin samt järn- och stålindustrin har genom- förts av AB Teleplan.

Vid presentationen av materialet i branschstudierna har i huvudsak följande disposition använts.

1. Varje studie inleds med en branschöversikt. Syftet med denna översikt är att ge en bild av utvecklingen i branschen under 1970-talet med avseende på strukturella förändringar (antal företag. företagsstorlek etc). produk- tionsvolymens utveckling. produktivitet och produktionsteknik, investe- ringar. sysselsättning etc. I branschöversikterna redovisas också kortfat- tat prognoser för några av de viktigaste av variablerna ovan. För exportinriktade och/eller importkonkurrerande branscher ges i branschöversikterna uppgifter för utrikeshandeln för att belysa konkur- renssituationen.

2. Efter branschöversikterna följer avsnitt som redovisar vilka typer av process— och produktionstyrsystem som förekommer, spridningen av dessa inom branschen. förutsättningar för fortsatt spridning etc. Graden av datorutnyttjande i olika industribranscher sammanhänger bl a med i vilken utsträckning tillverkningsprocessen mekaniserats och automatise- rats. Som bakgrund till avsnitten ges därför i flertalet fall en orientering om tillverkningstekniken och produktionsstrukturen i respektive bransch. Ivissa av de studerade branscherna har själva bearbetningen inte processkaraktär (gäller exempelvis slakteriindustrin och sågverks- industrin). Intresset i dessa studier riktas då i större utsträckning mot datorstödets roll som hjälpmedel för att övervaka och styra produktflödet eller en komplicerad arbetsorganisation och mindre mot själva bearbetningstekniken.

I flera av branschstudierna har det inte varit möjligt att göra en heltäckande uppskattning av de studerade systemens omfattning. sprid— ning och inriktning. Hu'vuddelen av den typ av information som sammanställts i studien finns av uppenbara skäl inte samlad hos några få lättillgängliga källor utan är spridd bland företag. utrustningsleverantörer och branschorganisationer. Kartläggningen har i flera fall begränsats till de största och/eller tekniskt ledande företagen i branschen. De slutsatser som kan dras på ett sådant underlag har begränsad räckvidd. I de flesta fall har huvudsyftet varit att endast söka identifiera några av de viktigaste tekniska tendenserna och faktorerna som styr datorstödets omfattning.

Som nämnts redovisas även i vissa av branschstudierna fallstudieri syfte att mer konkret belysa erfarenheter vid styrsysteminvesteringar. De fallstudier som redovisas är till övervägande del "lyckade" satsningar som företagen kunnat genomföra utan större problem. Detta beror på att information om "lyckade” installationer självklart är mer lättillgänglig än information om problem och svårigheter som uppstått och som kanske i en del fall lett till att installationer överhuvudtaget aldrig genomförts. Sådana problem är dock inte ovanliga särskilt då helt nya tilllämpningar skall utvecklas och installeras (ett sådant exempel redovisas i avsnitt 11.232). I kapitel 14 Utveckling. installation och förvaltning av styrsystem redovisas också en mer allmän sammanställning av problem som kan vara aktuella vid styrsysteminvesteringar men som man således i de flesta av de redovisade fallstudierna lyckats lösa.

Generellt för branschstudierna har varit svårigheterna att dokumentera investeringskostnader. lönsamhet etc för olika installationer. Den mest uppenbara orsaken till detta är att det inte ligger i företagens omedelbara intresse att offentliggöra sådana uppgifter. Dessutom är styrsystem- installationer ofta delar av större projekt därjust styrsystemens kostnader och effekter är svåra att särskilja. Slutligen kan nämnas att relativt få företag. enligt erfarenheterna från branschstudierna. gör systematiska efterkalkyler för styrsysteminstallationer.

Med utgångspunkt i kommitténs uppdrag har beskrivningarna av styrsystemen inom olika branscher en effekt- och funktionsorienterad inriktning. Det innebär att den tekniska utrustningen i de flesta fall behandlats mycket översiktligt.

3. I de därpå följande avsnitten om problem i samband med olika tillämpningar av datorstödda styrsystem redovisas huvudsakligen branschspecifika problem. Allmänna frågor om förutsättningar för att utveckla. installera och förvalta dessa system redovisas som ovan nämnts i kapitel 14. I avsnitten om effekter redovisas främst effekter som rör produktionsresultatet och anläggningsutnyttjandet i företagen.

4. Varje branschstudie avslutas med ett avsnitt där utvecklingstendenser och nya tänkbara tillämpningar redovisas.

I kapitel 13 sammanfattas branschstudierna. Där redovisas också översiktligt iakttagelser och slutsatser beträffande arbetsmiljö— och sysselsättningseffek-

ter.

:|-

ml.- —--

3.2. Några uppgifter om produktionen och sysselsättningen i de studerade branscherna

För att ge en bild av storleksrelationerna mellan de branscher som tas upp i de följande kapitlen redovisas nedan tabeller med sysselsättnings- och produk- tionsuppgifter för industrins olika delbranscher inklusive verkstadsindustrin. Branscherna redovisas i storleksordning. De branscher som behandlats mera ingående i denna studie har kursiverats. Förutom de i tabellerna redovisade branscherna har en studie även gjorts av styrsystemanvändningen inom elkraftindustrin.

Tabell 3.1 Förädlingsvärde för industrin och dess delbranscher 1978

SNI—kod" Branschbenämning Miljoner Fördelning kronor i procent

38 Verkstadsindustri 47 205 44,4 311, 312. 313 Livsmedelsindustri

inkl dryckesvaruindustri 10 607 10,0 351 . 352. 356 Kemisk industri inkl plast-

och plastvaruindustri 7 868 7.4 3411 Massa- och pappers-

industri 6 221 5 .9 342 Grafisk industri 6 281 5,9 37 Järn- stål- och

metallverk 6 116 5,8 33./.331111 Trävaruindustri exklusive

sågverk och hyvlerier 5 390 5.1 36 Jord— och stenva-

tuindustri 3 798 3.6 321. 322 Textil» och bekläd-

nadsindustri 3 073 2.9 331111 Sågverk och h_vvlerier 2 529 2.4 353, 354 Pctroleum— och kol-

produktindustri 1 852 1.7 2 Gruvor och mineralbrott [ 449 1.4 3412, 3419 Pappers— och papp-

varuindustri 1 453 1.4 355 Gummivaruindustri 1 105 1,0 39 Annan tillverkningsindustri 558 0,5 323. 324 Läder-. lädervaru-

och skoindustri 431 0,4 314 Tobaksindustri 388 0,4

Summa industri 106 324 100.()

" Standard för svensk näringsgrensindelning Källa: SOS Industri

Tabell 3.2 Sysselsättningen inom industrin och dess delbranscher 1978

SNI—kod Branschbenämning Medelantal Fördelning sysselsatta i procent

38 . _Verkstadsindustri _ 405 066 46.3 311. 312. 313 Livsmedelsindustri

inkl äryckesvaruindustri 71 185 8.1 37 **Järng stål- och '

» metallverk 63 305 7.2

351, 352. 356 Kemisk industri inkl plast-

och plastvaruindustri 51 311 5.9 3411 Massa- och pappers-

industri 50 369 5.8 33./.331111 Trävaruindustri exklusive

sågVerk och hyvlerier— " 48 980 5.6 342 Grafisk industri 42 639 4.9 321. 322 * Textil- och beklädnads-

industri 37 864 4.3 36 Jord- och stenvaru—

industri '29 057 3,3 331111 Sågverk och hyvlerier 23 579 2.7 2 Gruvor och mineralbrott 13 332 . 355 Gummivaruindustri 11 223 1.3 3412,3419 Pappers— och papp—

varuindustri 10 160 1,2 39 Annan tillverkningsindustri S 993 0.7 323.324 Läder—. lädervaru— och

skoindustri 5 425 (),6 353.354 Petroleum— och kol-

produktindustri 3 228 0.4 314 Tobaksindustri . 1 514 0.2

Summa industri 874 230 1000

Källa: SOS Industri.

Som framgår av tabellerna svarade verkstadsindustrin för ca 45 procent av industrins totala produktion och sysselsättning är 1978. För de branscher som omfattas av denna studie var motsvarande siffra ca 50 procent. De branscher som i denna rapport studerats mer ingående (kursiverade) svarade 1978 för knappt 33 procent av industrins totala produktion. Beträffande sysselsätt- ningsandelen var motsvarande siffra drygt 31 procent.

Som nämndes i avsnitt 2.1.1 redovisas studier av datorutnyttjandet vid tillverkning inom verkstadsindustrin i en särskild rapport.

Uppgifterna från industristatistiken. som även i stor utsträckning utnyttjas i de olika branschöversikterna. omfattar inte arbetsställen med mindre än fem anställda. Hänsyn till detta tas i den enskilda branschöversikterna i den mån det kan anses påverka slutsatserna.

Industristatistikens uppskattningar av produktionens storlek i olika branscher (salu- och förädlingsvärden) omfattar endast beräkningar i löpande priser. Som mått på produktionsvolymen och dess förändringar utnyttjas därför genomgående industristatistikens produktionsvolymindex med 1968 som bas. Denna index avser i princip mäta förädlingsvärdet i

respektive bransch i 1968 års priser. Alla hänvisningar i branschöversikterna till produktionsvolymens förändring avser sålunda denna volymindex.

De produktivitetsmått som redovisas i tabellerna i branschöversikterna avser produktionsvolymens förändring i förhållande till antalet arbetade timmar för arbetarpersonal. Vid en jämförelse mellan uppgifterna över antal anställda. produktionsvolymen och produktiviteten för en viss bransch bör man komma ihåg att antalet arbetade timmar påverkas av, förutom antalet anställda, eventuell arbetstidsförkortning. fördelning arbetarpersonal övrig personal etc.

Beträffande produktivitetsuppgifterna kan vidare påpekas att i många branscher har under senare delen av 1970»ta1et byggts upp en produktivi- tetsreserv på grund av att minskande eller stagnerande produktionsvolymer inte tillåtits slå igenom på sysselsättningen. Företagen har i stället med olika arbetsmarknadspolitiska medel stimulerats att hålla kvar de anställda under " lågkonjunkturen. I sådana företag kan produktionsvolymen öka utan att i antalet anställda ökas.

4. Gruvor och mineralbrott

4.1. B ranschstruktur

Den svenska gruvindustrin indelas i den offentliga statistiken i järnmalms- gruvor. ickejärnmalmsgruvor samt andra gruvor och mineralbrott. Tabell 4.1 anger några karaktäristika för gruvindustrin totalt samt för dess delbran- scher.

Tabell 4.1 Antal arbetsställen, förädlingsvärde samt sysselsättning för gruvindustrin och dess delbranscher 1978

SNI- Benämning Arbetsställen Förädlingsvärde Sysselsättning kod _ __ __ Antal %—andel Mkr %-andel Antal %-andel

2301 Järnmalms—

gruvor 25 17 692 48 7 779 58 2302 Ickejärn—

malmsgruvor 22 15 452 31 3 860 29 29 Andra gruvor

och mineral- brott 104 69 305 21 1 693 13 2 Gruvindu-

strin totalt 151 100 1 449 100 13 332 100

Källa: SOS Industri.

Som framgår av tabellen svarade järnmalmsgruvorna för cirka hälften av såväl sysselsättning som produktion inom gruvindustrin. Den minsta delbranschen, andra gruvor och mineralbrott, består huvudsakligen av stenbrott och är av mindre intresse i detta sammanhang.

Järnmalmsgruvorna är lokaliserade till Bergslagen och till Norrbotten (LKAB). Gruvorna i Mellansverige levererar främst till svenska järn- och stålverk medan ca 90 % av malmen från malmfälten i Norrbotten exporteras. Den lågkonjunktur som inträffade 1974/75 medförde dock en mycket kraftig efterfråge—minskning och sjunkande priser på både exportmarknaden och den inhemska marknaden. Tabell 4.2 belyser utvecklingen inom de svenska järnmalmsgruvorna under 1970-talet.

Tabell 4.2 Sysselsättning, saluvärde och förädlingsvärde i löpande priser, produkti- vitet m m för järnmalmsgruvor (SNI 2301) vissa år

1970 1972 1974 1975 1976 1977 1978

Antal anställda 8 382 8 386 8 954 9 378 9 564 8 996 7 779 Saluvärde, Mkr 1 312 1 540 1 998 2 478 2 450 1 756 1 301 Förädlingsvärde, Mkr 999 1 177 1 490 1 979 1 665 1 044 692 Antal arbetsställen 36 35 32 32 30 30 25 Produktionsvolym—

index (1968=100) 100 114 132 119 116 93 71 Produktivitetsindex

(1968=100) 105 122 133 122 117 106 102

Källa: SOS Industri.

På grund av att stora lager byggdes upp för att kompensera efterfråge- minskningen slog denna igenom i avsevärt minskad produktionsvolym först år 1977 då även sysselsättningen minskade för första gången under 1970-talet. Efter 1978 har såväl produktionsvolym som sysselsättning fortsatt att minska.

Från struktursynpunkt har de senaste årens minskande efterfrågan drabbat de mindre mellansvenska järnmalmsgruvorna hårdast. År 1974 fanns 21 sådana gruvor i drift, vid årsskiftet 1978/79 endast 11. Enligt de strukturplaner som finns inom SSAB och övriga gruvdrivande företag kan man räkna med att det år 1985 kommer att finnas endast fem järnmalms- gruvor kvar i Mellansverige.

Den svenska järnmalmsexporten har under senare år kommit att bli alltmer utsatt för internationell konkurrens och Sveriges betydelse som malmexportör på den internationella marknaden har reducerats drastiskt. Stora dagbrottsgruvor i länder som Australien och Brasilien svarar numera för huvuddelen av världens järnmalmsexport. De svenska järnmalmsgruvor- nas kostnadsläge och därmed konkurrenskraft bestäms bland annat av följande omständigheter:

Den svenska norrbottensmalmen är till stor del fosforhaltig. De flesta stålverk har bland annat av miljöskäl gått över till produktionsprocesser som kräver lågfosforhaltiga malmer. Tidigare utgjorde närheten till avsättningsmarknaderna i Västeuropa en konkurrensfördel för de svenska gruvorna men denna har upphävts av de senaste årens låga fraktpriser.

— I Sverige bryts järnmalm till övervägande delen under jord (75 %) medan andelen för hela världen ligger betydligt under 50 %. Underjordsbrytning kommer att få en alltmer ogynnsam kostnadsutveckling i framtiden relativt dagbrottsbrytning. Bland annat är rationaliseringsmöjligheterna större vid dagbrotts- än vid underjordsbrytning.

Avgörande för järnmalmsgruvornas framtida konkurrensmöjligheter blir således i vad mån man kan möta ovanstående ogynnsamma faktorer med tillräckligt kraftfulla rationaliseringsåtgärder. '

Produktionen vid icke järnmalmsgruvor omfattar främst koppar-, bly- och zinkmalmer. Det största företaget, Boliden AB, har gruvor i Västerbotten.

Norrbotten och Mellansverige. Ickejärnmalmsgruvorna har i stort klarat den internationella lågkonjunkturen bättre än järnmalmsgruvorna. Medan LKAB alltjämt uppvisar stora förluster har Boliden, tack vare de spektaku- lära priserna på guld, silver och andra metaller under senare år, kunnat uppnå en markant förbättring av lönsamheten. De nedläggningar av gruvor som genomförts har skett på grund av att den brytvärda malmen tagit slut. Tabell 4.3 belyser ickejärnmalmsgruvornas utveckling under 1970-talet.

Tabell 4.3 Sysselsättning, saluvärde och förädlingsvärde i löpande priser, produktivi- tet m m för ickejärnmalmsgruvor (SNI 2302) vissa år

1970 1972 1974 1975 1976 1977 1978 Antal anställda 3 183 3 256 3 538 3 849 3 999 3 884 3 860 Saluvärde, Mkr 382 352 750 518 624 664 723 Förädlingsvärde, Mkr 288 244 575 321 397 418 452 Antal arbetsställen 28 26 26 24 23 23 22 Produktionsvolymindex (1968=100) 118 124 144 82 91 91 101 Produktivitetsindex (1968=100) 113 121 134 74 79 84 98

Källa: SOS Industri.

Av en jämförelse mellan tabell 4.2 och tabell 4.3 framgår att produktions- volym och produktivitet minskade kraftigare inom ickejärnmalmsgruvor än inom järnmalmsgruvor efter 1974. En återhämtning inom den förstnämnda branschen inleddes dock redan under 1977/78.

Som framgått 'x- kapitel 3 svarade gruvindustrin totalt inklusive mineral- brott för cirka 1,5 % av den totala industrisysselsättningen 1978. Motsva- rande andel för förädlingsvärdet har av naturliga skäl minskat under perioden efter 1974 och uppgick 1978 till drygt 1 % i löpande och drygt 2 % i fasta priser enligt nationalräkenskapernal. Denna skillnad belyser den för gruvindustrin ogynnsamma prisutvecklingen under lågkonjunkturen.

Gruvindustrins andel av industrins totala kapitalstock i fasta priser är dock betydligt högre (drygt 5 % för byggnadskapital och drygt 4 % för maskin- kapital) och har dessutom ökat sedan 1975 . Figur 4.1 visar investeringarnas volymutveckling för malmgruvor enbart.

Av figuren framgår att investeringsvolymen hölls väl uppe fram till 1977 då kraftiga neddragningar i investeringarna vidtogs. För 1980 och 1981 förutses enligt SCB's investeringsenkät en relativt kraftig ökning av investeringsverk— samheten inom malmgruvorna.

I sin höstrapport 1980 aktualiserar statens industriverk (SIND) de mer långsiktiga problem som är förknippade med tillgången på ekonomiskt brytvärd malm i de norrbottniska järnmalmsfälten. Enligt verkets bedöm- ning kan dessa, främst regionalpolitiska problem av ovanligt stora mått, bli aktuella på 10—15 års sikt. SIND pekar på behovet av planering för att i tid möta dessa problem.

1 Olikheterna i begrepp mellan industristatistiken och nationalräkenska- perna har för denna jämförelse mindre bety- delse.

Figur 4.1 Investeringar i byggnader och anlägg- ningar respektive maski- ner och inventarier inom malmgruvor (SNI 230) 1970—79. Mkr, 1975 års priser.

Källa: SCB, SM serie F 1980:6.2.

Mkr

700

600

500

400

300

200

., __ | & ,..."...

s...,-

100

| | —l_ | _|" 1970 71 72 73 74 75

31

T I" 78 79 År ___—_ Byggnader och anläggningar

.............. Maskiner och inventarier

___— Summa

4.2. Användningen av styrsystem inom gruvor och mineralbrott

Branschen domineras av LKAB och Boliden AB. Det är också dessa två företag som svarar för merparten av alla befintliga styrsystem.

4.2.1. Exempel på styrsystemtillämpningar

Här skall beskrivas ett processdatorsystem från vardera LKAB och Boliden AB.

4.2.1.1 Styrsystem för bergtransporter på 775—metersnivån i Kirunavaara gruva

Verksamheten vid LKAB består till stor del av transporter. Malm som bryts under jord skall via schakt, bergtransporter, krossar och uppfordringsan- läggningar tas upp till marknivån där den sedan efter behandling och förädling transporteras med järnväg från Kirunavaara till Narvik eller Luleå, se figur 4.2.

Det system som här skall beskrivas svarar för bergtransporterna på 775-metersnivån. Berg av tre till fem olika kvaliteter skall transporteras från 52 störtschakt, fördelade på 13 schaktgrupper, till 10 krossfickor där krossning till en styckestorlek av max 10 cm sker.

Malmbehandling

Brytning

Uppfordring

-' Störtschakt

Figur 4.2 Produktions- förloppet i Kirunavaara.

Källa: LKAB.

Transportsystemet skall ha en kapacitet av 7 000 ton/timme. Dragning från störtschakten skall ske enligt en fastställd plan, som utarbetats av ett överordnat system, så att störningar beroende på att schakt och krossfickor fylls eller töms helt blir så små som möjligt. (Den överordnade flödesstyr- ningen sker i dag manuellt men beslut har fattats om att utveckla ett datorbaserat system som skall vara i drift 1981).

Transporterna från störtschakt till krossfickorna skall utföras så att variationerna i fosforhalt i krossfickorna för varje kvalitet blir så små som möjligt. Fosforhalten i störtschakten varierar från 0—7 % medan slutproduk- ten genom blandning av malmer skall erhållas i endera av de två kvaliteterna 0,08 % respektive ca 1,5 % fosforhalt.

Transporterna ombesörjs av förarlösa lok med 18 vagnar och en medellast av 460 ton. Kapacitetskravet motsvarar tömning av ett tågsätt var fjärde minut. Genomsnittligt finns 14 tåg i drift samtidigt medan styrsystemet år dimensionerat för 25 produktionståg och fem servicetåg. Det finns sex krossar med en kapacitet av 4 000 ton/timme. Varje kross används i allmänhet för en kvalitet.

Varje tågsätt skall analyseras med avseende på fosforhalt. Analysresulta- tet måste i regel vara klart innan definitiv adressering av tåglasten till viss krossficka kan ske. Den tid som fordras från tågstart tills definitiv tågadress är mellan två och tio minuter1 vilket innebär att provtagning och analys orsakar väntetider. För att minska väntetiderna har provtagningen automa- tiserats. P'rovtagningssystemet omfattar utrustning för provtagning och provbehanldling i varje schaktgrupp, rörpostsystem för vidarebefordran av prov till laboratoriet samt mottagningsstation, provberednings- och analys- 1 Totala transporttiden utrustning i laboratoriet. är ca 60 min.

Styrsystemet består av följande huvudfunktioner: — Tågstyrning, omfattande bl a E adressering av tåg vägval tågvägsreservering tågframflyttning lastning fosfortestning vägning tömning av tåglast i kross.

DEBUT—IND

— Krosstyrning, omfattande bl a D kvalitetsklassning av malm beroende på fosforhalt

val av flödesvägar homogenisering och kvalitetsoptimering mot önskade slutprodukter start och stopp av krossar, matare och transportörer manövrering av fördelningsrännor förreglingar (spärrar mot ej tillåtna styråtgärder).

DDDDD

Övervakning och styrning av kontaktledningsnät och strömförsörjning

t ex EI manövrering av ställverksbrytare samt frånskiljare

fellokalisering på kontaktledningsnät.

— Övrig styrning och övervakning t ex D operatörskommunikation

rapportering

övervakning av styrsystemet självt.

Som exempel på styrfunktioner skall adressering av tåg beskrivas närma- re.

Adressering av tomma tåg skall utföras så att den tidigare nämnda dragningsplanen effektueras. Vid adressering av enskilt tåg skall dessutom hänsyn tas bl a till utrymmet i krossfickor för malm av ifrågavarande kvalitet. att väntetiden för att tappa malmen i störtschakt ej blir onödigt stor p g a att fler tåg adresserats dit samt att inga andra fördröjningar kan förväntas uppstå på grund av blockerade spårområden, servicetåg i tapport etc.

Lasttågen ges vanligen en preliminär adress i tapporten och en definitiv adress efter provtagning och analys. I båda fallen skall hänsyn tas till utrymmet i krossfickor samt tillgängliga flödesvägar för att i möjligaste mån undvika kösituationer.

Vid förändringar av de beslutsfaktorer som legat till grund för adresse- ringen, t ex vid fel i anläggningen eller vid operatörsingrepp, sker automa- tiskt omadressering.

Systemet är hierarktiskt uppbyggt. Funktioner av överordnade karaktär handhas av ett datorsystem medan underordnade funktioner decentraliserats och handhas av särskilda datorsystem. Detta medför, i förhållande till ett helt centraliserat system, en ökad total driftsäkerhet, vissa möjligheter till reservförfarande vid fel i någon enhet samt en förenklad idrifttagning.

För krosstyrningen gäller att följande delfunktioner är överordnade:

D kvalitetsklassning av malm D val av flödesvägar El homogenisering och kvalitetsoptimering mot önskade slutprodukter.

Till varje kross hör dessutom en programmerbar utrustning som svarar för bl a

start och stopp av krossar och transportörer manövrering av fördelningsrännor

förreglingar

funktionsövervakning av komponenter i krossningsanläggning.

DDDEI

Systemets programvara har huvudsakligen utvecklats av ASEA. Deras arbetsinsats härför uppskattas vara ca 40 manår. Till detta kommer LKAB's arbete med funktionsspecificering, leveransbevakning och kontroll etc.

LKAB*s erfarenhet är att genomförande av projekt av denna typ kräver en omfattande aktiv egen insats. Företag som levererar styrsystem har annars inte möjlighet att utarbeta en tillräckligt väl genomarbetad funktionsspeci- fikation. Den egna personalens aktiva medverkan medför ju att mångårig erfarenhet av transportproblematiken tas tillvara på ett sätt som gör det möjligt att i detalj formulera kraven. Detta gäller såväl specialister som personal från driftsorganisationen.

Trots detta kommer modifieringar och utökningar av systemets funktioner att bli nödvändiga efter en tids driftserfarenhet. För att detta skall klaras är den detaljkännedom om systemets konstruktion som erhållits under projektarbetet nödvändig.

Cirka tio procent av drift- och underhållskostnaderna 1979 för transport- och krossanläggningarna avsåg el- och styrsystem.

I tabell 4.4 visas hur LKAB bedömer sambandet mellan automa— tiseringsgrad och produktivitet för kross- och transportanläggningarna.

Tabell 4.4 Samband mellan automatiseringsgrad och produktivitet för kross- och transportanläggningarna inom LKAB

År Huvuddelen ** Grad av Produktivitet av produk- automati- för kross- och tionen sker sering trpanläggningar på nivå Kton/manår

1971 420 Låg 64 1979 540 Hög 102 1984 775 Mycket hög 150

Källa: LKAB.

Verksamheten är organiserad så att under chefen för bergtransporter under jord finns fyra driftsingenjörer vilka svarar för tågtransporter, krossning, underhåll av lok och vagnar respektive underhåll av el— och styrsystem. Verksamheten omfattar för närvarande huvudnivåerna på 540 och 775 meter. För underhåll av styrsystemen finns sex tekniker. Utöver detta köps interna underhållstjänster för datorerna från en central funktion för elektronikservice.

4.2.1.2 Styrning av anrikningsprocessen vid Boliden AB

Boliden AB svarar för huvuddelen av sulfidmalmsbrytningen i Sverige och är Nordens största producent av ickejärnmetaller som t ex koppar, bly, silver, guld och selen. Företagets åtta anrikningsverk förses med malm från för närvarande 16 gruvor. Den årliga malmproduktionen är ca 13 miljoner ton, ur vilket utvinnes mineralkoncentrat, s k sliger. Figur 4.3 visar schematiskt anrikningsprocessen.

Efter en eventuell finkrossning av malmen transporteras den till malnings— avdelningens kvarnar som i de flesta fall består av ett primärmalningssteg och ett sekundärmalningssteg.

Primärmalningen utföres normalt med stålstänger som den malande komponenten medan sekundärmalningen utföres genom stenar som finns i malmen, s k stenmalning.

Stångkvarnarna matas med malm via helautomatiska band— eller satsvå— gar, varvid vatten tillsätts i proportion till inmatad malmmängd. Efter Stångkvarnarna är malmen mald till ca] mm kornstorlek och pumpas som s k pulp till sekundärkvarnen för färdigmalning ner till 0,1 mm eller finare.

Figur 43 Schematisk Pulpen från stenkvarnarna pumpas sedan via täthetsmätare till cyklonsor- bild av anrikning av terare. Här avskiljs grovt gods som måste återföras för ytterligare malning. komp/ex malm— Den fina produkten i vilken värdemineralen frilagts från varandra och från Källa: Boliden AB, gråberg pumpas vidare till flotationsavdelningen.

Färdigmalt gods

Malning

Malstenar

& Sorte— _ ra re

Malm Vatten Stångkvarn Stenkvarn

' __O Pump

Torkning Filtrering

Reagenser

Kopparslig w % Cu-Pb—separation Cu-Pb-flotation WWEWM'Ä

Zink-flotation i? ; ”CJ !:!!! ll!!! av EU

Svavel—flotation

EM 5341 M __ CJ wa genes Avfallsdamm

Fyllning av gruvrum

Zinkslig fajt!) (”:.—__: %

För utvinning av den värdefulla mineralen tillämpas selektiv skumflota- tion. Genom noggrann reglering av den kemiska miljön i flotationskaren kan den önskade mineralens förmåga att häfta vid luftblåsor påverkas. Med luftinblåsningi pulpen kan därefter den värdefulla mineralen fås att häfta vid luftbubblorna och följa med till pulpytan, där ett skumtäcke bildas och avskiljes.

Flotationskemikalierna (reagenserna) tillsätts före och under flotationens gång och utgör tillsammans med luft- och vattentillsättning styrvariabler vid flotationsstyrning.

Det tillvaratagna skummet (koncentratet) från flotationsapparaterna håller ca 50 % vatten. Med hänsyn till de efterföljande transporterna och den metallurgiska processen måste vattenhalten sänkas. Det utföres i ett avvattningssystem bestående av förtjockare. trum- eller skivfilter samt roterande trumtorkare.

Det avvattnade koncentratet håller ca en till fem procent vatten och benämnes slig, vilket utgör produkten från gruvorna till smältverket.

För att uppnå god processtyrning måste de kritiska variablerna i processen kunna mätas kontinuerligt med hög tillgänglighet och god noggrannhet.

Boliden behandlar i sina anrikningsverk mycket låghaltiga komplexa malmer, vilket medför att kraven på en god processövervakning och styrning för ett effektivt råvaruutnyttjande är höga. Stora ansträngningar har därför under årens lopp gjorts för att åstadkomma förbättringar på detta område. En förutsättning för att öka automatiseringsgraden och möjliggöra pro- cesstyrning är att en s k pulpröntgen installerats.

Boliden har utvecklat en egen pulpröntgen som används kontinuerligt i processen för att analysera upp till 16 stycken pulpströmmar per utrustning. Tre sådana system (BOLIDEN EDA-X) har sedan 1975 installerats i de egna anrikningsverken. Ytterligare två system kommer troligen att installeras under 1980/81.

Under den senaste 10—15 årsperioden har instrumenteringsgraden i anrikningsverken successivt ökat och därmed informationsmängden i driftcentralerna. Kraven på optimala utbyten och produktkvaliteter med hjälp av en allt dyrbarare processapparatur medförde samtidigt ökade krav på snabba och riktiga åtgärder av processansvariga.

Boliden beslutade därför 1973 att genomföra ett utveckligsprojekt för 7 Mkr inom vilket möjligheterna till en datorisering av i första hand flotations- och malningsavdelningarna skulle undersökas. Inom projektets ram skulle konkreta styrmodeller utarbetas och praktiskt testas för dessa avdel- ningar.

För projektet uppsattes bl a följande målsättning:

Utveckla ett styrsystem som även kan användas vid Bolidens övriga anrikningsverk. — Systematisera och stegvis automatisera den manuella övervakningen och styrningen. Åstadkomma bättre kännedom om flotations— och malningsprocessen. — Styra flotations- och malningsprocessen så att en konstant processmiljö upprätthålls.

Till följd av malmernas och även anrikningsprocessens komplexa karaktär

lades stor vikt vid lättillgängliga reservmetoder.

Samtliga delprocesser i ett anrikningsverk är av sådan natur att det inte är möjligt att enkelt beskriva dessa med matematiska modeller grundade på kemiska eller fysikaliska förlopp. Därför byggdes styrprogrammen upp kring platsskötarnas samlade kunskaper. Detta angreppssätt bidrog också till att styrsystemen snabbt kunde tas i drift.

Eftersom berörd driftpersonal kunde delta under hela projektarbetet och bidra med konstruktiva synpunkter skapades en positiv atmosfär kring projektet.

Genom styrsystemets utformning underlättades för den enskilde platsskö- taren att i driftläge kunna avgöra när manuella ingripanden måste ske. Finslipning av styrprogrammen kunde även ske i takt med att kunskapen ökade hos all berörd personal.

Den första datorstyrda flotationskretsen vid Boliden togs i drift januari 1976 i Kristinebergs anrikningsverk. Sedan dess har ytterligare tre flotations- kretsar och två malningskretsar datoriserats vilket givit bättre produkter, högre utbyten samt minskade reagensmängder.

4.2.2. Uppskattning av antal installerade styrsystem fördelat på företag och tillämpningar

Inom branschen finns installationer av styrsystem främst hos LKAB och Boliden. I dag finns ca 25 tillämpningar installerade motsvarande en anskaffningskostnad på 125 Mkr i löpande penningvärde. Denna uppskatt- ning avser processdatorsystemen med kringutrustning och baserar sig på uppgifter från användarna samt uppskattningar där uppgifter inte har kunnat erhållas.

Bland systemen ingår mycket omfattande dubbeldatorsystem för tåg- och krosstyrning på huvudnivåerna 540 och 775 i LKAB's Kirunavaara gruva. Inga nya sådana system fordras inom överskådlig tid. Boliden har ett flertal system där styrning av pulp- och brikettröntgen med presentation av analys- data är huvudfunktionenDessa system är nödvändiga för styrning av anrikningsverk. Antal installerade respektive planerade styrsystem fördelat på tillämpningar framgår av tabell 4.5.

Analysutrustning i form av röntgenspektrometrar, pulp- och brikettrönt- gen används vid såväl brytning som vid anrikning av malmen. Boliden utvecklar egna röntgenutrustningar som även säljs till andra gruvföretag.

Styrning av pumpstationer används främst för energibesparing och bättre reglermöjligheter än konventionell utrustning.

För större anläggningar av typen anrikningsverk, kulsinterverk, sovrings- och krossverk och malm- och sligutlastning används minidatorbaserade styrsystem vars huvudsakliga uppgift är övervakning, styrning av delpro- cesser samt presentations- och rapporteringsfunktioner.

Vid LKAB planeras ett omfattande produktionsstyrsystem med övergri- pande styrning av malmflödet från brytning till utskeppning där varje delprocess skall styras på ett för det totala systemet optimalt sätt. Genom denna flödessamordning räknar man med att få en bättre samordning av produktionsenheterna så att kvalitets- och kapacitetskrav uppnås till lägsta möjliga kostnad.

Tabell 4.5 Användningen av styrsystem fördelat på tillämpningar

Tillämpning Antal Antal installerade planerade styrsystem styrsystem

Styrning av röntgen-

utrustningar 10 1 Tåg och krosstyrning 2 Styrning av pump-

stationer 2 Styrning och övervak-

ning av — Anrikningsverk 3 'Sovrings- och krossverk 2 1 Malm- och sligutlastning 2 Delprocesser i kulsin-

terverk 2 Produktionsstyrning 1 Övrigt 2 1

Summa 25 4

Källa: Teleplan.

4.3. Problem i samband med styrsystem

Följande svårigheter i anslutning till processdatorinstallationer finns inom branschen.

Man har i likhet med andra branscher svårighet att veta var, när och hur styrsystem kan användas. Detta beror på bristande kunskap hos slutanvändaren om möjligheter, begränsningar och risker med styrsys- tem. Detta gäller såväl beslutsfattare som handläggare. D Många anläggningar måste arbeta i mycket svåra miljöer. Där är det ofta problem med givare. Exempel på sådana problem är mätning av nivån i störtschakt och fukthaltsmätning på malm. LKAB har lagt ned stora ansträngningar för att hitta metoder för nivåmätning i malmfickor. Man har t o m försökt utveckla egna givare. D Det är ofta svårt att installera styrsystem i äldre anläggningar. Detta gäller såväl ställdon som givare, vilket gör att installationer av styrsystem oftast sker i samband med nyinvesteringar i anläggningar. D Det är önskvärt att reservsystem utformas så likt det ordinarie styrsyste- met som möjligt. Det blir då lättare för driftpersonalen att använda reservsystemet. El Kunskapsnivån på egen servicepersonal är svår att upprätthålla. Berörd

personal bör ges tillfälle att arbeta med datorsystemen och detta kan vara svårt om det inte finns ett flertal system inom företaget.

4.4. Effekter av användningen av styrsystem

De främsta effekterna av styrsystemen är en högre produktion. en högre produktkvalitet samt personalbesparingar. Exempel på system som har inneburit en förbättrad produktivitet är tåg- och krosstyrningarna i Kirunavaaragruvan. I många fall har effekterna varit en bättre (jämnare) produktkvalitet. Detta gäller för exempelvis:

D Styrning av delprocesser i kulsinterverk. D Tåg- och krosstyrning i Kirunavaaragruvan. D Röntgenanalys av pulp (vattenblandad slig) och styrning av anriknings- verk.

I många installationer av styrsystem ingår kontrollrum. Beträffande kon- trollrumsmiljön gäller samma för- och nackdelar som för liknande system inom andra branscher. Exempelvis är utformningen och drifttillgänglighet mycket väsentlig. Ett system som inte uppfyller förväntningarna faller snabbt i onåd och den attityden kan sedan vara svår att arbeta bort.

För att försäkra sig om hög tillgänglighet för styrsystemen har man varit tvungen att bygga upp en service- och underhållsenhet för den här typen av utrustning (gäller LKAB och Boliden). Detta har medfört en ökad kunskap om styrsystemen som i sin tur lett till att man bl a kunnat utveckla egna styrsystem.

4.5. Utvecklingstendenser

Utvecklingen inom branschen går mot

El Lokala mikrodatorbaserade system för avgränsade uppgifter. Större system kan byggas upp av ett antal sådana system med eller utan överordnat system. Exempel på sådana system är mikrodatorbaserade presentationsj och styrsystem för en eller några reglerkretsar vid Bolidens anrikningsverk. D Informationssystem för överordnad produktions- och flödesstyrning. Dessa system arbetar ofta med modeller av produktionsflödet för simulerings- och optimeringsändamål. Systemen medger interaktiv pla- nering och omplanering via bildskärmsterminaler. Exempel på ett sådant system är LKAB”s planerade system för flödesstyrning av produktionen från brytning till och med malmbehandling.

5 Livsmedelsindustrin

5.1. Inledning

På grund av olikheterna mellan livsmedelsindustrins delbranscher har detta kapitel disponerats på ett något annorlunda sätt jämfört med övriga branschstudier. Den inledande branschöversikten ägnas främst en beskriv- ning av ägarstrukturen och integrationsförhållandena inom livsmedelsindu- strin som helhet för att ge en bakgrund till vissa av resonemangen och slutsatserna i framställningen i övrigt. Användningen och effekterna av avancerade styrsystem redovisas sedan efter delbransch. Dessa delbransch- studier följer inte i detalj en gemensam mall utan dispositionen skiftar med utgångspunkt från det material som varit tillgängligt och omfattningen av styrsystemanvändningen inom varje delbransch. Intresset i studien har koncentrerats till de från sysselsättningssynpunkt tunga delbranscherna. Varje delbranschstudie inleds med en branschöversikt innehållande produk- tions- och sysselsättningsdata.

Det avslutande avsnittet (5.4) redovisar vissa slutsatser och utvecklings- tendenser som rör alla delbranscher.

5.2. Branschstruktur

5 .2.1 Livsmedelsindustrin och dess delbranscher

Den svenska livsmedelsindustrins produktionsvolym har sedan 1960 haft en lägre ökningstakt än tillverkningsindustrin totalt. Under 1960—talet bidrog den ökande konsumtionen av djupfrysta produkter till en relativt kraftig produktionsvolymökning inom den konkurrensutsattal delen av livsmedels- industrin men sedan början av 1970-talet har branschens produktionsvolym som helhet stagnerat. Sysselsättningsutvecklingen uppvisar ett liknande mönster med en svag uppgång under 1960-talet och stagnation eller svag minskning sedan början av 1970-talet.

Även produktivitetsutvecklingen har under 1960- och 1970-talen varit långsammare inom livsmedelsindustrin än inom tillverkningsindustrin som helhet. Detta trots att strukturrationaliseringen i form av minskat antal arbetsställen och ökning av genomsnittlig arbetsställestorlek gått betydligt snabbare inom flera av livsmedelsindustrins delbranscher än inom tillverk— ningsindustrin totalt under den aktuella perioden. I särskilt hög grad gäller detta den skyddade delen av livsmedelsindustrin.

1 Till konkurrensutsatt livsmedelsindustri brukar vanligen räknas frukt- och grönsaks- samt fisk— och fiskkonservindustri. olje- och fettindustri, choklad— och konfektyr- industri samt övrig livs- medelsindustri. Den skyddade delen omfattar slakteri— och charkuteri- industri, mejeriindustri, kvarn- och bagerindustri samt sockerindustri.

Den stagnerande produktionsvolymen, som utmärker flera av delbran- scherna inom livsmedelsindustrin, gör att rationalisering och tillvaratagande av stordriftsfördelar i ökande utsträckning måste ske genom koncentration av produktionen och specialisering mellan anläggningar. Produktionstekni- ken utmärks av en allt större specialisering och av övergång från satsvis till mer flödesorienterad produktion. I de olika delbranschstudierna belyses i vad mån användningen av datorstöd spelat en roll för denna utveckling hittills.

Livsmedelsindustrin är föremål för en omfattande reglering dels genom jordbruksprisregleringen (gränsskydd mot importkonkurrens samt mark- nadsreglerade åtgärder), dels genom subventioneringen och prisregleringen av vissa baslivsmedel. Den är hemmamarknadsorienterad och utrikeshan- deln är därför av relativt liten omfattning med undantag för produkter från några av delbranscherna inom den konkurrensutsatta sektorn. Exporten av produkter från den skyddade sektorn är huvudsakligen en konsekvens av produktionsutjämnande åtgärder inom jordbruksprisregleringens ram. Det finns också en rad institutionella hinder av annat slag beträffande den internationella handeln med livsmedelsprodukter (livsmedelslagstiftning, tullar o s v).

Livsmedelsindustrin består av ett antal delbranscher av olika storlek och struktur. I tabell 5.1 ges en översikt över livsmedelsindustrin 1978 med hjälp av några nyckeltal för branschen totalt och dess delbranscher.

I livsmedelsindustrin har även dryckesvaruindustrin inkluderats. Kursive- ringarna i tabellen markerar de av delbranscherna som studerats. Som

Tabell 5.1 Saluvärde och förädlingsvärde i löpande priser samt antal anställda 1978 inom livsmedelsindustrin inklusive dryckesvaruindustrin

Saluvärde Förädlings— Antal värde anställda

SNI Delbransch Mkr % Mkr % % 3111 Slakteri- och

charkuteriindustri 9 897 29,2 2 639 24,9 19 257 27,1 3112 Mejeriindustri 5 805 17,1 1 365 12,9 9 923 13,9 3113 Frukt- och grönsaks-

konservindustri 2 155 6,4 1 007 9,5 6 893 9,7 3114 Fisk- och fiskkon-

servindustri 697 2,1 271 2,6 2 529 3.6 3115 Olje- och fettindustri 1 466 4,3 301 2,8 1 614 2,3 3116 Kvarnindustri 1 024 3,0 401 3,8 933 1,3 3117 Bageriindustri 2 612 7,7 1 459 13,8 12 611 17,7 3118 Sockerindustri 1 178 3,5 459 4,3 2 464 3,5 3119 Choklad- och kan-

fektyrindustri 1 262 3,7 577 5,4 5 052 7,1 3121 Övr livsmedelsindustri 2 666 7,9 586 5,5 2 973 4,2 3122 Fodermedelindustri 2 554 7,5 366 3,5 1 771 2,5 313 Dryckesvaruindustri 2 553 7,5 1 177 11,1 5 135 7.2

Summa 33 870 100,0 10 607 100,0 71 155 100,0

Källa: SOS Industri.

framgått av kapitel 3 svarade livsmedelsindustrin som helhet för drygt åtta procent av den totala industrisysselsättningen 1978. Motsvarande siffra för förädlingsvärdeandelen var tio procent.

Av tabell 5.1 framgår att slakteri- och charkuteriindustrin, mejeriindustrin samt bageriindustrin tillsammans svarar för närmare 59 % av den totala sysselsättningen inom livsmedelsindustrin. De styrsystemtillämpningar som studerats hänför sig därför främst till dessa delbranscher. En jämförelse mellan förädlingsvärde- och sysselsättningsandelarna för de olika delbran- scherna indikerar att de ovan nämnda delbranscherna har en relativt arbetsintensiv produktionsteknik (andelen av det totala förädlingsvärdet är betydligt lägre än andelen av sysselsättningen) varför en fortsatt rationali- sering och strukturomvandling kan förutses inom dessa branscher.

5.2.2. Ägarstruktur och integrationsförhållandenI

Svensk livsmedelsindustri har en koncentrerad ägarstruktur. Fyra olika kategorier av företag kan urskiljas med hänsyn till ägandet; lantbruksko- operationen, konsumentkooperationen, utlandsägda företag samt övriga privata och statliga företag. Figur 5.1 visar de olika ägarkategoriernas andelar av den totala livsmedelsproduktionen enligt en uppskattning i indu- striverkets utredning om svensk livsmedelsindustri.

Konsumentkooperationen

Utlandsägda företag

Lantbrukskooperationen

Figur 5.1 Produktionens fördelning på olika ägar- kategorier inom svensk livsmedelsindustri.

Övriga företag Källa: Livsmedelsindu-

stri, SIND 1978z8.

Lantbrukskooperationen har en mycket stark ställning framförallt inom den skyddade delen av livsmedelsindustrin, tex mejeriindustrin, slakteri- och charkuteriindustrin samt kvarnindustrin. Konsumentkooperationen och privata företag har en omfattande tillverkning inom nästan samtliga bran- scher. Utlandsägda företag förekommer främst inom frukt- och grönsaks- konservindustrin, olje- och fettindustrin, choklad- och konfektyrindustrin samt övrig livsmedelsindustri. Statliga livsmedelsindustrier förekommer inom malt- och läskedrycksindustrin samt frukt- och grönsakskonservindu- strin. 1 Avsnittet bygger till Av stor betydelse för livsmedelsindustrins utveckling är också de starka Stor del På publikationen ägar- och intressemässiga sambanden med såväl råvaru— och halvfabrikatle- ”ven.”. pro-dumma var , mat? utgiven av KF- det som handelsledet. Merparten av den svenska jordbruksproduktionen Lois informationskom— samlas in, förädlas och säljs genom av lantbrukarna kooperativt ägda mitté i januari 1980.

företag. Mejeriföreningar tar hand om mjölk, slakteriföreningar om djur, lantmannaföreningar om spannmål osv. Lantbrukarna, ca 150000, är alltefter produktionsinriktning som regel anslutna till flera kooperativa föreningar. Tillsammans med föreningarnas riksorganisationer äger de dessutom ca 170 olika företag.

Föreningarna är indelade i 15 olika branscher och för varje bransch finns en riksorganisation. Av dessa verkar fem inom livsmedelsindustrin: Sveriges Slakteriförbund (SS), Svenska Mejeriernas Riksförening (SMR), Svenska Lantmännens Riksförbund (SLR), Sveriges Stärkelseproducente rs Förening (SSF) och Svenska Ägghandelsförbundet (SÄ). Dessutom finns flera riks- organisationer för leverantörer av övriga råvaror med anknytning till livsmedelsindustrin.

De 15 riksorganisationerna bildar tillsammans Lantbrukarnas Riksför- bund - LRF. Föreningarna, riksorganisationerna och huvudorganisationen LRF utgör tillsammans lantbrukskooperationen. 1977 sysselsatte lantbruks- kooperationen totalt ca 64 500 anställda inom 1 200 arbetsställen (med minst 5 anställda) lokaliserade till ca 480 orter. Lantbrukskooperationens samlade omsättning beräknades till 29,7 miljarder kr samma år och den var därmed landets största företagsgrupp.

Livsmedelsindustrins produkter avsätts huvudsakligen via dag- ligvaruhandeln. Branschens struktur påverkas därför även av struktur- utvecklingen i handelsledet. Utmärkande för handeln är den omfattande koncentration som skett i alla dess led färre och större enheter samt uppdelning i handelsblock. På dagligvarusidan finns tre stora block: konsumentkooperationen, ICA samt det ”tredje blocket” (SABA/NK— Åhlens/Dagab). Konsumentkooperationen bedriver integrerad parti- och detaljhandelsverksamhet och har en marknadsandel om drygt 20 procent för dagligvaror i detaljhandelsledet och något högre i partiledet. Förutom konsumentkooperationen bedriver även ICA och företagen inom "tredje blocket” livsmedelsproduktion om än i mindre omfattning. Slutligen kan nämnas att lantbrukskooperationen har visst ägarintresse i "tredje block-

” et . De utlandsägda företagens roll inom svensk livsmedelsindustri har belysts

ingående av industriverket i utredningen "Multinationella företag i svensk livsmedelsindustri”, SIND 1977:10. I denna utredning konstateras bland annat att livsmedelsindustrin år den bransch som, vid sidan av kemisk industri, har den högsta andelen sysselsatta i utlandsägda företag. En jämförelse med andra länder ger vid handen att utländska företag i relativt hög grad sökt sig till livsmedelsindustrin vid direktinvesteringar i svensk tillverkningsindustri. Valet att producera i Sverige och inte i något annat land motiveras främst av förekomsten av handelshinder (tullar, transport- kostnader) och närheten till marknaden. Med utgångspunkt från efterfråge- struktur och inkomstfördelning betraktas Sverige i många sammanhang som något av en ”testmarknad" för nya produkter. De delbranscher inom livsmedelsindustrin i vilka utlandsägda företag återfinns kännetecknas av höga sysselsättningsandelar för tekniker och försäljningspersonal jämfört med övrig livsmedelsindustri,

I industriverkets utredning görs en i stort sett positiv värdering av de utländska investeringarna i svensk livsmedelsindustri. Anlysen av sådana faktorer som sysselsättnings- och produktivitetsutveckling. lönsamhet,

utrikeshandel, kunskapsöverföringar och kapitalflöden leder utredningen till slutsatsen att ”de utländska direkta investeringarnas samhällsekonomiska nettointäkter inom svensk livsmedelsindustri knappast är lägre än de som skulle ha erhållits vid en alternativ användning av de resurser som aktiveras i utlandsägda dotterföretag”. Beträffande kunskapsöverföringar konstateras dock att mätsvårigheter föreligger men att ett multinationellt företags förmåga att konkurrera med inhemska företag primärt och på lång sikt bygger på dess förmåga att utveckla och sprida kunskap mellan företagsen- heter i skilda länder.

5.3. Livsmedelsindustrins användning av styrsystem

5.3.1. Slakteri- och charkuteriindustrin

5.3.1.1 Branschstruktur

Utvecklingen inom slakteri- och charkuteribranschen, som är livsmedelsin- dustrins största delbransch, belyses i tabell 5.2.

Tabell 5.2 Sysselsättning, saluvärde och förädlingsvärde i löpande priser m m inom slakteri- och charkuteribranschen (SNI 3111) för vissa år

1970 1975 1977 1978 Antal anställda 18 333 18 434 19 012 19 287 Saluvärde, Mkr 5 748 7 366 9 327 9 897 Förädlingsvärde, Mkr 1 139 2 110 2 406 2 639 Antal arbetsställen 266 221 204 201 Produktionsvolymindex (1968=100) 108 113 114 114 Produktivitetsindex (1968=100) 106 117 120 121

Källa: SOS Industri.

Under 1960-talet ökade produktionsvolymen inom slakteri- och charkute- ribranschen med i genomsnitt fyra procent per är, huvudsakligen beroende ' på förskjutningar i efterfrågestrukturen med en ökad förädlingsgrad inom branschen som följd. Efter en minskning i början på 1970-talet ökade köttkonsumtionen avsevärt från och med 1973 för att åter stagnera efter 1976. Huvudorsaken till denna konsumtionsutveckling var de subventioner och prisstopp på bl a kött och fläsk som infördes 1973. Produktionsvolymen under 1970-talet inom slakteri— och charkuteribranschen uppvisar ett liknande mönster. Sett över hela perioden 1970-78 har produktionsvolymen inom slakteri- och charkuteribranschen ökat i ungefär samma takt som produktionsvolymen inom livsmedelsindustrin som helhet. Sysselsättningen inom slakt- och charkbranschen följer i stort sett produktionsvolymens utveckling. Av det totala antalet anställda 1978, knappt 19300 personer, arbetade huvuddelen inom slakteriverksamhet. Produktiviteten, mätt som förändring av produktionsvolymen per arbetad timme för arbetarpersonal, har ökat i långsammare takt för slakteri- och charkuteriindustrin jämfört med livsmedelsindustrin som helhet under såväl

1960- som 1970-talet.

Slakteri- och charkuteribranschen omfattar ett stort antal företag med mindre än fem anställda som alltså inte inkluderas i industristatistiken. Speciellt gäller detta charkuteridelen. Jordbruksnämnden uppskattar att det år 1976 fanns inte mindre än ca 200 charkuterianläggningar med mindre än fem anställda men dessa svarade å andra sidan för bara några procent av den totala sysselsättningen. Även inom denna kategori har nedläggningstakten varit snabb under 1970-talet.

Flera av tillverkningsleden inom slakt- och charkbranschen domineras av lantbrukskooperationen och konsumentkooperationen. I slaktledet år de lantbrukskooperativa företagens marknadsandel ca 80 % medan konsu- mentkooperationen och privata företag delar på resten av marknaden. Styckningsledet domineras av privata företag som där har närmare hälften av marknaden medan lantbrukskooperationen har knappt 40 %. Fördelningen inom charkuteritillverkningen är något jämnare med ca 40 % var för lantbrukskooperativa respektive privata företag samt ca 20 % för konsu- mentkooperationen.

Strukturomvandlingen inom slakteri- och charkuteriindustrin har varit snabb under senare år. Detta gäller såväl den producent- som den konsumentkooperativa sektorn och denna utveckling förväntas fortsätta även i framtiden. De producentkooperativa slakteriföreningarna är verk- samma inom köttvaruhanteringens samtliga led. De har för närvarande 28 slakterier och 25 charkuterianläggningar vilket innebär en halvering av antalet jämfört med 1960. Även antalet slakteriföreningar har minskat. från 25 stycken är 1950 till tio 1980. Tidigare strävade man efter att skapa endast fyra regionala föreningar men denna målsättning har numera övergivits. Två av dessa regionföreningar har dock bildats, Farmek och Scan Väst. Under 1980 övertog Slakteriförbundet också det tidigare privata AB Samfod med ca 800 anställda. Inom Farmek finns omfattande planer på koncentration av produktionen och nedläggning av äldre anläggningar bland annat som en konsekvens av satsningen på en ny stor charkuterianläggning i Linköping. Denna beräknas stå färdig under senare delen av 1981.

Konsumentkooperationen har för närvarande drygt 20 köttvaruanlägg- ningar varav fyra slakterier och 16 charkuterifabriker. Sedan 1960 har antalet . minskat med nära två tredjedelar. Under 1980-talet planeras ytterligare strukturomvandlingar inorn KF's kött- och charkuteriverksamhet i samband med övergång till mer processorienterad teknik. KF's styrelse har godkänt en målplan som innebär nedläggning av sex charkfabriker ( i Kiruna, Kalix, Söderhamn, Örebro, Eskilstuna och Motala) med tillsammans 300 anställ- da.

I utredningen ”Livsmedelsindustri” från statens industriverk (SIND 1978:8) redovisas prognoser över livsmedelsindustrins utveckling fram till 1985. Produktionsvolymen inom slakteri-. och charkuteribranschen beräknas öka med ca en halv procent per år och produktiviteten något snabbare än tidigare eller med en och en halv procent per år under prognosperioden. Dessa antaganden resulterar i en årlig sysselsättningsminskning om en procent eller knappt 200 personer. 1985 skulle således slakteri- och charkuteriindustrin ha sammanlagt 17 600 anställda mot drygt 19 000 1978. Prognoserna omfattar inte arbetsställen med mindre än fem anställda.

5.3.1.2 Exempel på styrsystemtillämpningar Tillverkningsteknik och produktionsstruktur.

Slakteri- respektive charkuteribranschen skiljer sig åt när det gäller förutsätt- ningarna för mekanisering och automatisering. Slakt- och styckningsarbetet är fortfarande till stor del manuellt. Det finns för närvarande inte teknik med vilken man med bibehållen lönsamhet kan automatisera detta arbete. Orsaken kan sökas i produktutformningen, den ringa standardiseringen hos råvaran, kraven på högt råvaruutnyttjande samt de alltför små produktions- volymerna. Rationaliseringen har därför hittills varit inriktad mot att automatisera kringfunktioner, tex fram- och borttransport, öka råvaruut- nyttjandet och att utforma arbetsorganisationen och de enskilda arbetsmo- menten på ett optimalt sätt från kapacitets- och utbytessynpunkt. Man har här prövat metoder som inneburit såväl ytterligare specialisering och arbetsdelning som arbetsorganisationer med minskad arbetsdelning inom ramen för exempelvis mindre arbetslag.

Charkuteritillverkning kan lättare automatiseras förutsatt att varje pro- dukt tillverkas i tillräckligt stora serier. Då kan produktionen flödesorien- teras genom att endast en produkt tillverkas på varje linje.

För att utnyttja stordriftsfördelar, öka råvaru— och anläggningsutnyttjan- det och möjliggöra ökad automatisering av tillverkningen söker företagen inom slakt- och charkbranschen koncentrera och specialisera produktionenl. Särskilt gäller detta charkuteritillverkningen. Omstruktureringen av produk- tionen sker genom att man dels skär ned utbudet av olika produkter, dels koncentrerar tillverkningen av vissa produkter till speciella anläggningar. Redan nu sker t ex 25 % av producentkooperationens tillverkning i centraliserade produktionslinjer. Exempel på det är Kävlinge-fabrikens produktion av bakad leverpastej och hantering av blod som sker centralt för stora delar av landet. Tillverkningen av bacon i Ängelholm och kåldolms- tillverkningen på Kristianstad-Blekinge Slakteriförening (KBS) är ytterliga- re exempel. För närvarande projekteras en ny anläggning för främst djupfrysta köttfärsprodukter i Skara. Anläggningen skall stå klar 1982 med en produktionskapacitet på 15 000 ton per år.

Från företagshåll framhålls att omstruktureringen sker mot bakgrund av att en betydande överkapacitet föreligger i branschen.

Tillämpningar inom slakt- och styckningsanläggningar

Genom ökad specialisering och förändringar av arbets- och produktionsor- ganisationen har produktionen i slakteribranschen blivit mer flödesoriente- rad. Detta har ökat kraven på administrativa och operativa system för produktionsstyrning. En del sådana system utnyttjar datorstöd. Ett exempel är ett system som Farmek2 för närvarande installerar 1 sin styckningsanlägg- ning i Örebro. Systemet skall övervaka produktflödet och produktionen. I systemet ingår en mycket omfattande dataregistrering (manuell och automa- tisk) vid ett stort antal registreringspunkter 1 produktionen, från hämtning av livdjur till distribution av färdiga produkter. Systemet är inte helt installerat men är tänkt att användas för följande områden:

1 För närvarande omfat- tar sortimentet 500-600 olika produkter.

2 Slakteriförening inom Sveriges Slakteriförbund, se föregående avsnitt om branschstrukturen.

1 PC = Programmable Controller. Med PC- system avses elektronik- baserade styrsystem för avgränsade tillämpningar utformade för att be- handla logiska samband. De flesta PC-system kan anslutas till datorer för överordnade tillämpning- ar.

— transportplanering till och från anläggningen

— slaktplanering — försäljningsplanering

— underlag för likvid till transportörer — underlag för betalning för inlevererade djur

— lagerkontroll

svinnkontroll

prestationslöneunderlag

— utbyteskontroll genom beräkning av invägda och utvägda volymer samt utvunna biprodukter produktionsunderlag för t ex paketering och prismärkning med utgångs— punkt från inkomna order

— plockorder

datainsamling för fakturering och övrig ekonomisk redovisning.

Tillämpningar inom charkuterianläggningar

I charkuteribranschen ingår viss processorienterad produktion. Exempel härpå är blandning av olika ingredienser, behandling med värme. rök etc. Dessa processer är relativt enkla och kräver inte någon avancerad styrning. För en del av dem utnyttjas dock PCl-system.

När det gäller dosering finns redan nu datorbaserade system för optimering av blandningar med hänsyn till dagspriserna på kötträvaran. I dessa system utgår man från att köttråvaran överensstämmer med en given specifikation. Det finns analysmetoder både för fetthalt, vattenhalt, hema— tinhalt och vattenbindningsförmåga. Vad gäller hematinhalt och vatten- bindningsförmåga är man hänvisad till relativt avancerade laboratorieanaly— ser. För vattenhalt och fetthalt finns det dock metoder för snabbanalyser som

tar ca fem minuter.

Utvecklingstendenser

Som nämndes i avsnittet om slakt- och charkbranschens struktur finns inom branschens företag omfattande planer på strukturella förändringar och investeringar i ny produktionsteknik. Planerna är mycket omfattande i jämförelse med t ex motsvarande planer för mejeriindustrin (se nästa avsnitt). Investeringsplanerna har medfört att också leverantörer av produk- tionsutrustning börjat visa intresse. Exempel på en sådan svensk leverantör är Alfa-Laval. Tidigare har svenska leverantörer visat litet intresse för den produktionstekniska utvecklingen inom slakt- och charkbranschen.

En övergång till mer automatiserad produktion och kapitalintensivare anläggningar kommer sannolikt att medföra krav på utökat skiftarbete för de anställda. I slakt- och charkindustrin har man i stor utsträckning förskjuten arbetstid och i viss tillverkning har man också direkt skiftgång. Som exempel kan nämnas tillverkning av djupfrysta produkter. De produktionstekniker som DEK varit i kontakt med bedömer att personalens motstånd mot skift- arbete troligen inte är särskilt stort. Däremot anser man att omvandlingen av produktionstekniken hålls tillbaka i väntan på ett generationsskifte i arbetarleden eftersom den nya produktionstekniken också medför att

arbetsinnehållet förändras.

Ett motargument mot automatiseringen är bl a att man behöver ett slags ”fingertoppskänsla” för att på rätt sätt bereda produkterna. På Köttforsk- ningsinstitutet1 bedömer man att detta är starkt överdrivet. Analyser av t ex de ofta otaliga varianterna av recept för produktion av en given vara ger vid handen att de inbördes variationerna mellan dessa recept ofta är försumba- ra.

Tre större projekt är för närvarande aktuella inom producent- kooperationen där datorer spelar en viss roll för produktions- och processtyrningen. Det gäller Scan Västs korvfabrik (finkalibrig korv) i 9 Göteborg som kommer att medföra nedläggning av anläggningen i Borås, den tidigare nämnda anläggningen för djupfrysta produkter i Skara samt en . korvfabrik (grovkalibrig korv) i Linköping. Köttforskningsinstitutet är engagerat i Skara och Göteborg.

I anläggningen i Skara kommer såväl torra varor som mald köttråvara att transporteras inom anläggningen i rörsystem. Blandningarna sker i ett datorstött system där operatören anger de mängder som ska ingå i blandningen och där datorstyrda pumpar och vågar ombesörjer resten. Tänkbara kommande steg i den utvecklingen är först att låta recepten ingå i datorsystemet och därefter att i datorsystemet lägga upp en hel dags- produktion och sedan låta datorsystemet styra tillverkningen. Recepten är dock så komplexa och innehålleri vissa fall ingredienser i så små mängder att det är tveksamt om hela blandningsproceduren automatiseras. Några , ingredienser kommer sannolikt även i fortsättningen att doseras manuellt. Den totala projektkostnaden för Skaraanläggningen är 80 miljoner kronor.

5 . 3.2 Mejeriindustrin

5.3.2.1 Branschstruktur

' Tabell 53 ger några nyckeltal för mejeriindustrin.

Mejeriindustrin svarade 1978 för 13—14 % av den totala livsmedelsindu- strins förädlingsvärde och sysselsättning. Ca 80 % av förädlingsvärdet inom branschen hänförde sig samma år till mjölkförädlingsindustri och resterande 20 % till glassindustri.

Tabell 5.3 Sysselsättning, saluvärde och förädlingsvärde i löpande priser m m inom mejeriindustrin (SNI 3112) för vissa år

1970 1975 1977 1978 Antal anställda 8 451 9 527 9 592 9 923 Saluvärde, Mkr 2 925 4 632 5 054 5 805 Förädlingsvärde, Mkr 573 1 197 1213 1 365 Antal arbetsställen 203 143 133 129 1 Köttforskningsinstitutet Produktionsvolymindex är ett dotterbolag till (1968=100) 99 116 119 125 Slakteriförbundet och Produktivitetsindex arbetar med produkt- (1968=100) 108 119 120 128 kontroll, produktforsk-

ning och utveckling av Källa: SOS Industri. produktionsteknik.

Konsumtionen av samtliga mejeriprodukter utom smör har ökat under 1960- och 1970-talen. Den största ökningen inträffade efter livsmedelsub- ventionernas införande 1973. Mejeriindustrins produktionsvolym ökade sålunda med 1,8 % årligen mellan 1960 och 1970 och med närmare 3 % mellan 1970 och 1978.

Sysselsättningen inom mejeriindustrin minskade under 1960-talet och uppgick 1970 till knappt 8 500 personer. Sedan dess har antalet anställda åter ökat och uppgick 1978 till drygt 9900 personer. Bedömningen av pro- duktivitetsutvecklingen inom branschen försvåras av att produktionsvolym- och sysselsättningsuppgifterna för olika perioder inte är helt jämförbara. Mejeriindustrin synes dock ha haft en snabbare produktivitetsökning under 1960-talet jämfört med annan livsmedelsindustri medan situationen under 1970-talet varit den omvända. Mellan 1970 och 1978 ökade produktiviteten med drygt två procent årligen inom mejeriindustrin mot drygt tre procent för livsmedelsindustrin som helhet.

Mjölkförädlingsindustrin är så gott som uteslutande ägd av producentko- operationen. Av landets 27 mejeriföretag är 25 anslutna till det producentko— operativa Svenska Mejeriernas Riksförening (SMR). Dessa 25 mejeriföre- ningar driver 106 av landets 108 mejerier. Största föreningen är Mjölkcen- tralen Arla med ca 60 % av all verksamhet inom branschen.

Mejeriindustrin har genomgått en mycket snabb strukturomvandling under de senaste årtiondena. Mellan 1960 och 1978 minskade exempelvis antalet mejerier från 426 till 108 stycken. Samtidigt har den genomsnittliga arbetsställestorleken, mätt i antalet anställda, ökat väsentligt. Under samma period ökade nämligen det genomsnittliga antalet anställda per arbetsställe från ca 26 till ca 77 stycken. Takten i Strukturomvandlingen har dock mattats under 1970-talet vilket också avspeglas i den måttligare produktivitetsut- vecklingen under denna period.

I industriverkets prognoser för mejeriindustrin beräknas produktions- volymen fortsätta att öka i ungefär samma takt som hittills under 1970-talet eller med ca två procent per år. Produktivitetsutvecklingen antas sakta av ytterligare och tillsammans innebär dessa antaganden att antalet sysselsatta inom mejeriindustrin skulle bli ungefär oförändrat fram till 1985.

5.3.2.2 Exempel på styrsystemtillämpningar

Produktionsteknik

Idet traditionella mejeriet är delar av produktionen högt mekaniserade och andra delar helt manuella. Trots den höga mekaniseringsgraden i mjölkbe- handlingen är det apparatskötaren som styr mjölkflödet från tankar via pastörer, separatorer, homogenisatorer och produkttankar till förpackning och smör- och osttillverkning. Arbetet rymmer många manuella moment och för att en hög och jämn produktkvalitet skall uppnås krävs stort yrkeskun- nande. Produktionsstyrningens flexibilitet gör att produktionen kan planeras på olika sätt och lätt anpassas till exempelvis variationer olika veckodagar. Arbetsmiljön är dock i en del avseenden dålig med tunga lyft, kyla i lagerlokalerna, trängsel och krångliga transporter.

I moderna mejerier har en långt driven mekanisering och arbetsdelning

genomförts och arbetet mera fått karaktär av övervakning. Datorstödda system används för att övervaka och styra olika processled. Enligt vissa bedömare kan man vänta att produktionen i större utsträckning flödesorien- teras, d v 5 att parallella behandlingslinjer byggs upp där varje linje endast används för en typ av produkt.

Mejeriindustrin är den delbransch inom livsmedelsindustrin där de hittills mest omfattande tillämpningarna av datorstöd i produktionen utnyttjats. Att så blivit fallet torde inte endast bero på att branschen drivit fram sådana krav utan också i stor utsträckning på aktivt utvecklingsarbete och aktiv marknadsföring av en även internationellt sett — ledande leverantör av mejerianläggningar, nämligen det svenska företaget Alfa- Laval.

De modernaste styrsystemtillämpningarna finns' 1 mejerianläggningarna 1 Östersund, Umeå, Linköping och Kristianstad. Systemen som tagits i bruk vid mejeriet i Linköping tillhör de mest avancerade och omfattande och beskrivs översiktligt i följande avsnitt.

Styrsystemtillämpningar vid ARLA 's mejeri i Linköping

Mejeriet i Linköping byggdes 1977—78 till en kostnad av ca 100 miljoner kronor och dimensionerades för en produktion av 75 miljoner kg per år. För närvarande är produktionen något lägre men anläggningen är planerad för en utbyggnad till 100 miljoner kg per år. Utökningen beräknas ske inom en femårsperiod. Mjölkbehandlingen och förpackningen sker måndag till fredag ca tio timmar per dag och lördag ca sex timmar. Det styrsystem som används ingår i Alfa-Lavals serie av styrsystem som utvecklats för automatisering och uppföljning av processlinjer i livsmedels- industrin.l All styrning vid normal produktion och den styrning som krävs för rengöring av tankar, rör och processutrustning utgår från ett centralt kontrollrum bemannat av en operatör. Av totalt mer än 40 anställda i produktionsanläggningen är operatören den enda som är direkt engagerad i mjölkbehandlingen. Styrsystemet utnyttjar ett minidatorsystem som dubble- rats. Om den ena datorn havererar tar den andra över. Anläggningens status i stort visas på en färgbildskärm. Fem bilder används som visar olika delar av processen. Bilderna presenterar en stor mängd information t ex rörande nivån i olika tankar, om de är rengjorda, mottagande processlinje eller behandlingsenhet som tanken fylls från etc. Vidare finns information som anger aktuell bearbetningsstatus för olika behandlingsenheter t ex påfyllnad, cirkulation, produktion eller rengöring. Därutöver finns en skärm för presentation av olika sifferuppgifter, som delats upp på sju olika bilder. På dessa redovisas mjölkens ålder, kvantitet och temperaturer samt hastighet och tryck i olika behandlingsenheter. Styrningen i mejeriet är i stor utsträckning en fråga om ren sekvensstyrning som automatiserats och där de olika sekvenserna initieras stegvis. Instruk- tionen för att initiera nästa steg ges av utrustningen när den har känt av att villkoren för att fortsätta processen har uppfyllts. _, . _, Operatören kommunicerar med systemet via ett tangentbord. Tryckknap- anandS-l andra anlägg- n1ngar for produktion parna används för att ge instruktioner till datorn eller för andra funktioner av Ost, smör, juice, öl tex att ändra förbestämda tider i processprogrammen eller att beställa en m m.

1 System ur samma serie

1 Datorstyrda transport- system, bl a av denna typ, beskrivs mera ingå- ende i DEK's rapport Datateknik i verkstads- industrin, SOU 1981:10.

rapportutskrift. När operatören ger en instruktion kodar datorsystemet om meddelandet, hämtar rätt program för den begärda funktionen och jämför med anläggningens status. Om alla villkor är uppfyllda aktiverar datorsy— stemet ventiler, pumpar etc i den ordning som specificerats i programmet. Mikrobrytare på ventilerna och kontakterna på pumparna bekräftar att varje individuell delfunktion utförs. Om tex en ventil inte skulle öppnas när en instruktion om detta gått ut, blir sekvensen blockerad och en felrapport skrivs ut på skrivmaskinen. Operatörens arbete i samband med de funktioner som utförs innan mjölken behandlas i behandlingsenheterna består bl a i att bestämma vilken lagringstank som skall fyllas från invägningstankarna, mängden mjölk som skall tempereras och vilken tank som skall tömmas eller fyllas. Operatören får också rapporter med uppgifter om invägd råmjölk. I systemet registreras tidpunkten för mjölkens ankomst till mejeriet vilket medger kontroll av att den äldsta mjölken alltid behandlas först. Enheterna kan stoppas av operatören som också initierar rengöring. En skrivmaskin används också för meddelanden från datorn till operatören och för utskrifter av fel 1 an- läggningen. Efter varje dags produktion skrivs följande rapporter ut:

— Invägningsrapporter och leveransrapporter. — Den bearbetade kvantiteten för varje typ av produkt. — Den förpackade kvantiteten per packeteringsmaskin och typ av pro-

dukt. — Lagerrapport per typ av produkt.

De dagliga rapporterna sammanställs senare till veckorapporter. För att underlätta kalkyleringen av spillet etc kan en produktionsrapport skrivas ut dagligen eller en gång per vecka för de olika avdelningarna.

I systemet ingår 18 processterminaler samt ett par enheter som övervakar nivåer och temperaturer. Vidare finns också en terminal i papperslagret och en i anslutning till en operatör som sköter truckhanteringen från packnings- maskinerna till lagret.

Styrsystemet ombesörjer ett visst informationsutbyte mellan behandlings- avdelningen och förpackningsavdelningen. Personalen i förpackningsavdel- ningen är tex informerad om vilka kvantiteter som skall förpackas, hur mycket som återstår att förpacka etc.

Efter förpackningsmaskinerna placeras produkterna på olika lastbärare (tråg, palletter och rullpallar). Lastbärarna kommer på transportband från tomgodsmottagningen. För denna styrning används konventionell relåteknik och kommunikationen mellan personalen och utrustningen ombesörjs via tryckknappstablåer och lampindikationer.

Trågfyllare och stapelmaskiner styrs också elektroniskt. En anledning till detta är att stapelmaskinerna ska kunna kommunicera med förpacknings- maskinerna och de förarlösa truckar som sköter transporterna mellan för- packningshallen och kyllagret och från lagret till distributionsstationerna.

Ett särskilt datorsystem används för att beordra de förarlösa truckarna' att hämta förpackade produkter i förpackningshallen och transportera dem till kyllagret eller för att hämta en given kvantitet till distribution. Även detta datorsystem är dubblerat med en dator i reserv. Systemet kommunicerar

med truckarna och med ordersystemet och håller reda på de kvantiteter som förs in och ur kyllagret. För vägval och adressering har reflektorer placerats på strategiska ställen i anläggningen. Dessa registreras av fotoceller och informationen bearbetas i datorprogrammet vilket ger nya instruktioner till elektroniken i trucken o s v. På detta sätt adresseras truckarna till och från olika ställen. Varje truck har mycket avancerad elektronik som styr de vertikala och horisontella rörelserna hos gafflarna och beräknar hastighet och vägval.

Systemet kan köras i tre automatiseringsnivåer. Den högsta är helt automatisk körning. Datorsystemet ger då alla instruktioner till truckarna, uppdaterar lagerboken och kommunicerar med ordersystemet. I nästa nivå ger inte minidatorsystemet instruktioner utan systemet styrs helt från terminalerna i förpackningshallen och kyllagret. Personalen måste då uppda- tera lagerboken, och hålla reda på placeringen av olika produkter och var ledigt utrymme finns tillgängligt. Iden lägsta nivån är varje truck bemannad och styrs helt manuellt.

Ytterligare ett minidatorsystem finns installerat i mejeriet för styrning och uppföljning av servicefunktioner som tex kylning, vatten, ånga, luft samt klimatreglering. Systemet är huvudsakligen övervakande. Det följer upp och styr parametrar som temperatur, tryck och flöden av kylvatten, skriver ut felrapporter i den ordning felen uppstår och registrerar temperaturen och andra data om produktionen. Datorn och skrivare har placerats i det centrala kontrollrummet så att operatören och produktionsledningen kan hålla en kontinuerlig kontroll över servicefunktionerna. När anläggningen är obe- mannad kan systemet förmedla alla typer av larm via telenätet till den operatör eller serviceingenjör som har jour.

Konsekvenserna för arbetsmiljön i det nya mejeriet i Linköping har bl a belysts inom ramen för ett forskningsprojekt angående de anställdas inflytande över arbetsmiljöns förändringar, bedrivet inom arkitektursektio- nens arbetsmiljögrupp vid KTH i Stockholm. Några av de anställdas erfarenheter av det nya Linköpingsmejeriet har också redovisats i fackför- bundspressen.

Konsekvenser som framhålls är att utnyttjandet av elektronik i hög grad har påverkat arbetsorganisationen samt arbetsinnehåll och arbetsmiljö. Från lokalt fackligt håll har framförts att den gamla arbetsgemenskapen och samhörigheten till stora delar försvunnit. De tunga och smutsiga arbetsupp- gifter liksom arbetet i kyla som fanns i det gamla mejeriet har till övervägande del försvunnit men i gengäld har arbetet blivit mera monotont och möjligheterna att påverka det egna arbetet mindre. Särskilt den äldre arbetskraften har haft svårt att anpassa sig till alla de förändringar datortekniken inneburit. Inkörningsproblemen var mycket större än någon räknat med. särskilt beträffande de förarlösa truckarna med säker- hetsproblem som följd.

Kraven på yrkeskunnande har också minskat vilket även det gjort arbetet mindre intressant. Tidigare behövdes den enskildes yrkeskunskaper för att kontrollera kvaliteten på produkterna men det görs numera automatiskt.

5.3.3. Frukt- och grönsakskonservindustrin

5.3.3.1 Branschstruktur

Tabell 5.4 belyser utvecklingen inom frukt- och grönsakskonservindustrin under 1970-talet. Denna delbransch svarade 1978 för knappt tio procent av totala sysselsättningen och förädlingsvärdet inom livsmedelsindustrin.

Tabell 5.4 Sysselsättning, saluvärde och förädlingsvärde i löpande priser 111 m inom frukt- och grönsakskonservindustrin (SNI 3113) för vissa år

1970 1975 1977 1978 Antal anställda 6 867 6 693 6 992 6 893 Saluvärde, Mkr 957 1 556 2 075 2 155 Förädlingsvärde, Mkr 394 661 939 1 007 Antal arbetsställen 50 50 46 45 Produktionsvolymindex (1968=100) 126 125 132 124 Produktivitetsindex (1968=100) 121 143 144 153

Källa: SOS Industri.

Under 1960-talet steg konsumtionen av frukt- och grönsakskonserver i snabb takt och som en följd ökade produktionsvolymen inom frukt- och grönsakskonservindustrin med ca tio procent per år. Anledningen till denna expansion var introduktionen av nya djupfrysta och torkade produkter. Såväl sysselsättning som produktivitet ökade kraftigt under denna period. Under 1970-talet inträdde en avmattning som orsakades bl a av att marknaden för de nya produkterna mättats samt att andra typer av livsmedel subventionerades. Sysselsättningsnivån i branschen har dock bibehållits. Förändringarna i arbetsställestrukturen beträffande arbetsställen med mer än fem anställda har varit relativt måttliga under såväl 1960- som 1970-talet.

Jämfört med livsmedelsindustrin totalt har frukt- och grönsakskonserv- industrin höga kostnadsandelar för löner och emballage men i gengäld betydligt lägre råvarukostnader relativt sett.

Frukt- och grönsakskonservindustrin domineras av två stora företag, AB Findus som tillhör Nestlé-koncernen och AB Felix som tidigare ägdes av Cavenham-koncernen men som numera ingåri Volvo-Beijer AB. Frukt- och grönsakskonservindustrin är regionalt koncentrerad. Malmöhus och Kristi- anstads län svarade år 1976 för drygt 75 % av branschens sysselsättning.

Industriverket bedömer att frukt- och grönsakskonservindustrins produk- tionsvolym kommer att öka med ca 3,5 % per år fram till 1985. Eftersom produktivitetsutvecklingen bedöms bli något lägre förutses en viss ökning av sysselsättningen under prognosperioden.

5.3.3.2 Exempel på styrsystemtillämpningar Inledning

Den svenska marknaden för djupfrysta och konserverade produkter är rätt begränsad. Enligt bedömningar från branschhåll medför konkurrenssituatio- nen att man måste hålla ett brett sortiment. Därmed begränsas möjligheterna till rationalisering och automatisering. En annan begränsande faktor är säsongvariationerna i råvarutillförseln vilka medför att man måste ha flexibilitet i tillverkningen. Till övervägande del tilllämpas också satsvis tillverkning. De två större företag inom djupfrysnings- och konservindustrin som kontaktats framhåller också att användningen av datoriserade styrsy- stem än så länge är begränsat.

Tillämpningarnas inriktning

Inom ett av de större företagen har man när det gäller processtyrning ännu så länge främst ersatt traditionella reläbaserade styrsystem med mikrodatorba- serade t ex i fyllningsutrustningar och kompressorer. Dessa tillämpningar rör delsystem i enskilda produktionsled. Några mer övergripande produktions- styrsystem finns ännu inte. Motiven för att använda de mikrodatorbaserade styrsystemen har främst varit personal- och energibesparing. Att personal- besparingar varit ett framträdande motiv beror på att dessa effekter är lättast att kvantifiera. Återbetalningstiderna har legat på två till tre år. I de fall tillämpningarna har inneburit effekter för personalen i den direkta produk- tionen är det främst arbetsinnehållet som påverkats genom att inslagen av övervakning ökat. Det finns få tunga eller farliga arbeten att avskaffa i själva tillverkningen.

Tillämpningarna för processtyrning är således inte så avancerade. Företa- gets administrativa system, som är rätt omfattande, innehåller dock flera planerings- och uppföljningsfunktioner riktade mot produktionen. Utifrån försäljningsprognoser, budgetar och uppgifter om lagerställning görs för- kalkyler, materialbehovs- och inköpsplanering samt produktionsplanering på olika sikt (från två år ner till två veckor). De 5 k blockbehovsplanerna är en sorts körplaner som bland annat anger hur många timmar man behöver köra de olika produktionslinjerna. Även rutiner för efterkalkylering ingår. Vissa av systemets rutiner, bland annat rapporteringen, är dock manuella. För de ariställda i den direkta produktionen har systemet inte inneburit några större förändringar.

Syftet med systemet är att optimera resurserna (främst gäller detta kapacitetsutnyttjandet) och förbättra uppföljningen. Beträffande produk- tionsplaneringen har företaget varit något av ett "pilotföretag" inom den företagsgrupp man tillhör. Närmast kommer man att investera i ett automatiskt lager där maskin- och programvarukostnaderna för styrsystemet uppgår till ungefär en tredjedel av de totala kostnaderna. Syftet är att öka kapaciteten och förbättra lagerkontrollen. Kraven på hållbarhetsmärkning gör att man får alltfler ”satser” att hantera vilket är svårgenomförbart utan datorstöd. I vad mån lagersystemet skall kopplas ihop med övriga system har ännu inte beslutats.

I det andra företag som kontaktats har mikroelektronik utnyttjats

exempelvis vid sterilisering (styrning av temperatur, tid, tryck), en process som är gemensam för många produkter, samt för värmebehandling av torkade produkter. De viktigaste motiven för dessa tillämpningar har varit de ökade möjligheterna till informationsinsamling och -bearbetning (registre- ring av processvariabler) för att följa upp processerna. Sysselsätt— ningseffekterna har varit små även om en del manuellt registreringsarbete försvunnit. Dessutom kräver steriliseringen fortfarande manuell övervak- ning.

Företaget har också infört vissa tillämpningar inom material— hanteringsområdet i främst personalbesparande syfte. Ett sådant exempel är styrning av ordningsföljden vid infrysningen.

Framtida utveckling

En stor del av produktionen inom konservindustrin består av transporter och materialhantering. Styrning av produkt- och materialflöden beräknas därför ha en stor potential men förutsätter en övergång till mer flödesorienterad produktion och utveckling av givare för att mäta flöden. En begränsning när det gäller möjligheterna att övergå till flödesorienterad produktion är att råvarorna för vissa processer inte är pumpbara. Utvecklingen av processre- gleringen bestäms huvudsakligen av tillgången till mätgivare. Styrning av exempelvis kyl- och värmesystem i processerna utgör därför en stor potential för tillämpningar eftersom det redan nu finns givare kommersiellt tillgängliga för dessa. Klimatreglering utgör ett annat sådant område. Motiven för det sistnämnda är främst energibesparing.

Kraven på process- och produktionsstyrning påverkas också av lagstift- ningen inom livsmedelsområdet och av användningen av datorstöd inom andra produktionsled, främst distributionen. Datummärkningen medför exempelvis krav på bättre lagerhantering och -kontroll. Utvecklingen av distributionsstrukturen bedöms vara viktigare från konkurrenssynpunkt under de närmaste tio åren än de lönsamhetsförbättringar som kan uppnås i den direkta produktionen genom ett ökat styrsystemutnyttjande. De flesta företag inom branschen har tillräckliga tillverkningsvolymer för att kunna tillämpa den kommersiellt tillgängliga styr- och reglertekniken i dag.

Inga större förändringar av företagsstrukturen inom branschen kan förväntas inom de närmaste åren. Hittills har inte möjligheterna till förbättrad styrning spelat någon större roll för företagsstrukturen utan stordriftens och de långa seriernas ekonomi har utgjort tillräckliga motiv. Troligen kommer de största framtida struktureffekterna att orsakas av förändringar inom distributionsledet där ett ökat utnyttjande av datorstöd kan förväntas bli ett väsentligt inslag.

Inom ett av företagen intar man en försiktig och avvaktande attityd till ett alltför snabbt ökat utnyttjande av datorstöd. Det tar tid att bygga upp den egna kompetensen och en datorisering som tvingas på företagen av utrustningsleverantörer och av distributionsledet kan få ogynnsamma kon- sekvenser. Som man bedömer utvecklingen innebär datoriseringen t ex när det gäller arbetsmiljön främst att arbetsuppgifterna blir mer monotona och det i sin tur kan medföra att man får svårigheter att rekrytera personal. Ett avgörande steg i utvecklingen blir övergången till drift från kontrollrum men

den ligger ännu några år fram i tiden. Effekterna för underhållet och den minskade flexibiliteten är ett annat problem som gör att man tvekar inför en alltför snabbt takt i automatiseringen.

Processerna inom djupfrysnings- och konservindustrin är relativt enkla och men ser därför inte några större risker för att processkunnandet skall komma att urholkas genom en ökad användning av styrsystem. Däremot hyser man som nämnts farhågor att utvecklingen kommer att domineras alltför mycket av utrustningsleverantörerna. Det finns ingen bransch- organisation eller motsvarande som sysslar med process- och produktions- styrning och leverantörernas roll som kunskapsförmedlare är därför central. Färdiga system kan för närvarande köpas främst för förpackningssidan.

5 .3.4 Bageriindustrin

5.34”. Branschstruktur

Bageriindustrin är i jämförelse med övrig livsmedelsindustri sysselsättnings- intensiv och småföretagsdominerad. 1978 uppgick dess andel av den totala sysselsättningen inom livsmedelsindustrin till knappt 18 %. Tabell 5.5 belyser utvecklingen inom bageribranschen under 1970-talet för arbetsstäl— len mej fem eller flera anställda.

Tabell 5.5 Sysselsättning, saluvärde och förädlingsvärde i löpande priser m m inom bageriindustrin (SNI 3117) för vissa år

1970 1975 1977 1978

Antal anställda 15 838 13 470 12 697 12 611 / Saluvärde, Mkr ] 481 2 ()67 2 411 2 612 Förädlingsvärde, Mkr 773 1 114 1 339 1 459 Antal arbetsställen 637 457 378 356 Produktionsvolymindex

(1968 = 100) 105 105 93 93 Produktivitetsindex

(1968=100) 111 129 133 137

Källa: SOS Industri.

Konsumtionen av industriellt bakat bröd ökade mycket långsamt under 1960-talet och övergick under 1970-talet i en minskning av storleksordningen en procent per år. Den minskande produktionsvolymen tillsammans med snabba kostnadsökningar har medfört att branschen genomgått en omfat- tande szrukturomvandling under den senaste 20-årsperioden. Industriverket bedömer i sin utredning "Bageriindustri" (SIND l976:8) att antalet arbetsställen totalt sett minskade från 4 700 stycken 1960 till omkring 1 600 stycken 1974. Övervägande antalet nedlagda bagerier under denna period (ca 2 600 av totalt ca 3 100) avsåg arbetsställen med mindre än fem sysselsatta. Trots den snabba Strukturomvandlingen uppgick genomsnittliga antalet anställda vid arbetsställen inom bageribranschen till knappt 35 att jämföra med ungefär 68 personer i genomsnitt för hela livsmedelsindustrin 1978 (exklusive arbetsställen med mindre än fem anställda).

Till följd av nedläggningarna har också sysselsättningen inom bageribran-

schen minskat kraftigt. För perioden 1960—74 beräknas den totala sysselsätt- ningen ha minskat från 23 000 till ca 15 900 anställda.

Räknat i antalet nedlagda arbetsställen var takten i strukturomvandlingen snabbast under slutet av 1960-talet. Sysselsättningseffekterna var däremot inte så dramatiska. Under början av 1970-talet förändrades bilden såtillvida att färre men relativt sett större företag lades ned. Samtidigt stagnerade den sysselsättningsökning som dittills skett inom de största företagen och övergick efter 1974 i en minskning. Sysselsättningen minskade därför mer markant under 1970-talet. Trots den snabba Strukturomvandlingen har produktivitetsutvecklingen inom bageriindustrin varit långsammare än inom livsmedelsindustrin som helhet.

Strukturomvandlingen inom bageriindustrin har även inneburit att pro- duktionen koncentrerats till ett färre antal ägargrupper under 1960- och 1970-talen. Genom AB Aritmos” och Kungsörnens köp av Skogaholmskon- cernen 1974 inträdde lantbrukskooperationen som en av de största ägargrup- perna inom branschen. Privata företag svarar dock fortfarande för närmare 60 % av den totala brödförsäljningen.

Konsumtionen av bröd beräknas inte förändras i någon större utsträckning under de närmaste åren. Produktivitetsutvecklingen får därför fullt genom- slag på sysselsättningen och i industriverkets prognoser. som inte omfattar företag med mindre än fem anställda, räknas med en sysselsättningsminsk- ning om en procent årligen fram till 1985. Man bör således kunna räkna med en fortsatt snabb strukturomvandling av bageribranschen.

I distributionsledet kan rationaliseringsvinster göras genom specialisering och nya metoder för att göra brödet mera hållbart. Strukturutvecklingen inom detaljhandeln torde också gynna de större bagerierna.

5.3.4.2 Exempel på styrsystemtillämpningar Produktionsteknik och konkurrenskraft

Bageriindustrin har en mycket splittrad företagsstruktur. Den omfattar såväl stora industriella bagerier med automatiserad produktion som små kvarters- bagerier med endast några få anställda och helt hantverksmässig produktion. Att de minsta bagerierna fortfarande kan konkurrera med de stora beror på att man satsar på bröd med speciella egenskaper som inte kan bakas i industriell skala, färskhet, närhet till kunderna etc. De högre produktions- kostnaderna uppvägs av att man inte har några transportkostnader eftersom brödet ofta säljs direkt över disk.

I de stora industriella bagerierna har å andra sidan de flesta arbetsmo- menten automatiserats åtminstone när det gäller själva bakningen. Produk- tionen sker i långa linjer med integrerade jäsbanor, tunnelugnar, svalbanor etc. Det mänskliga arbetet hänför sig främst till övervakning, inställning av maskinerna samt transporter av grytor mellan exempelvis deggöring (trågning) och formningen av degklumpar (uppslagningen). Längst har automatiseringen gått när det gäller matbrödstillverkning, särskilt av hårt bröd. Stor produktionsvolym och framför allt homogen tillverkning med långa tillverkningsserier utgör automatiseringens förutsättning. För vissa typer av produkter, exempelvis konditorivaror, tilllämpar dock även stora

bagerier till en del manuell teknik.

De bagerier som från konkurrenssynpunkt har det mest utsatta läget är de medelstora med ett brett sortiment och några tiotal anställda. Storleken tvingar dem att ha en relativt sett kostsam distributionsapparat samtidigt som de i allmänhet inte kan tillgodogöra sig stordriftsfördelar i produktionen på samma sätt som större bagerier. I och för sig är det inte avgörande huruvida man har två eller tio produktionslinjer i en anläggning. En större produktionsvolym ger dock möjligheter att hålla en jämnare beläggning på produktionslinjerna vilket ökar kapacitetsutnyttjandet.

Automatiseringens inriktning

Bageribranschens heterogena struktur gör att det inte är möjligt att dra slutsatser för branschen som helhet beträffande rationaliseringspotentialen, möjligheten att införa ny teknik etc. Man måste se till företagsstorlek, sortimentsstruktur, marknadsinriktning m m eftersom dessa och andra faktorer utgör förutsättningarna för den tekniska utvecklingen. Resone- mangen och slutsatserna i detta avsnitt hänför sig främst till stora industriella matbrödsbagerier. Dessa svarar för cirka hälften av den totala sysselsätt- ningen inom bageribranschen.

Som nämnts ovan har automatiseringen inom de större bagerierna främst inriktats mot själva bakningen d v s momenten från dosering av råvaror och deggöring till svalning. Där har personalen minskat kraftigt och arbetet fått större inslag av övervakning. Tillverkningens karaktär gör att avbrott kan få stora konsekvenser varför det måste finnas möjlighet att snabbt ingripa för att rätta till fel (deg som fastnar etc). I framför allt mindre och omoderna bagerier är transport av råvaror, paketering och särskilt expedition fortfarande arbetsintensiva moment med många gånger tunga lyft och dålig arbetsmiljö. Genomsnittligt arbetar mer än hälften av personalen (inklusive chaufförer) i ett medelstort bageri med paketering/expedition.

Den automatisering som hittills genomförts i de större bagerierna har i liten utsträckning inbegripit datorstöd. Den mest etablerade tillämpningen av styrsystem är för närvarande hålkortsstyrd dosering av råvaror. Sådan tillämpas vid en eller flera anläggningar inom samtliga större bagerigrupper (Skogaholms, Pågens och KF). Motivet för denna typ av tillämpning är dels ökad precision i uppvägningen, dels personalminskning. Vissa tunga lyft har försvunnit men fortfarande krävs manuell övervakning av doseringen. Automatisk dosering kräver stora investeringar, högt varuvärde, 2-skiftsdrift och mycket långa serier för att bli lönsam. Transporten fram till degtråget är ett komplicerat problem som ännu inte är tekniskt helt löst för vissa typer av råvaror som kryddor, jäst och fett. Kraven på homogen tillverkning och högt kapacitetsutnyttjande har medfört att automatiserad deggöring främst tillämpas vid knäckebröds- och kextillverkning. På grund av sortimensstruk- turen och det för närvarande låga kapacitetsutnyttjandet bedömer represen- tanter för några av de större matbrödsbagerierna att automatiserad deggöring för närvarande är lönsam endast för en mindre del av produk- tionslinjerna i de egna anläggningarna.

Inom de större bagerierna har datorstöd hittills huvudsakligen utnyttjats för administrativt inriktade tillämpningart ex orderbehandling, fakturering,

utskrift av leveranssedlar etc. För många bagerier förefaller den största ekonomiska vinsten av ett ökat datorutnyttjande liggai en bättre uppföljning av det ekonomiska resultatet (efterkalkyler, kontroll av råvaruförbrukning och svinn etc). Från datorstödd uppföljning och eventuellt viss övervakning av produktionen kan steget sedan tas till datorstödd produktionsplanering. Datorstöd för avancerad styrning av tillverkningen omfattande både processreglering och produktionsstyrning förefaller inte vara aktuellt för något av de större matbrödsbagerierna under de närmaste åren. Mikroelek- tronik kommer däremot att utnyttjas alltmer för att reglera enskilda funktioner som styrning av ugnstemperaturer, luftfuktighet i jässkåp o s v. Viktigare från ekonomisk synpunkt än ytterligare automatisering av bageriprocessen kommer i stället att vara att bemästra problemen i samband med underhåll av maskiner och utrustning.

Förutsättningar för nya tillämpningar

Man kan således säga att nuvarande tillämpningar av datorstöd för produktions- och processtyrning inom svenska matbrödsbagerier inte är speciellt avancerade jämfört med vad som i dag är tekniskt möjligt. I ett förslag till system för planering, styrning och övervakning av driften i ett bageri som tagits fram av ett leverantörsföretag skisseras ett övervaknings- system omfattande i stort sett alla funktioner i tillverkningen. Kommersiellt tillgängliga i dag är också till exempel sensorer för att avläsa färg på brödet, helautomatiska system för förpackning o s v.

Det ovan nämnda systemkonceptet visar att det med kommersiellt tillgänglig teknik inte möter några större svårigheter att utveckla system för planering och övervakning av industriell bakning. Beträffande själva processtyrningen är problemet dock ett annat. Förutom de ekonomiska argumenten mot en ytterligare automatisering av själva tillverkningen framhåller de flesta branschrepresentanter de svårigheter som är för— knippade med automatisk styrning av bakningsprocessen. Man talar ofta om att bakning innebär att man arbetar med levande material och att den kunskap som finns hos de yrkeskunniga bagarna inte kan överföras till algoritmer i ett styrsystem. En av orsakerna till detta är variationerna i råvarukvaliteten. Jäst kan ha olika jäskraft, sirap varierande viskositet, mjöl olika fuktighetshalt o s v. Att mäta av sådana variationer och kompensera för dem vid processtyrningen är ett avancerat problem. Dessutom är bageripro- cessen känslig för variationer i de yttre miljöbetingelserna som temperatur i lokalen, luftfuktighet o s v. Här spelar bundenhet till existerande anlägg- ningar en stor roll eftersom det är svårare att reglera klimatet i en äldre lokal jämfört med en ny där man från början kan ta hänsyn till kraven på klimatreglering. En annan svårighet är att hålla konstanta jästider då kapaci- tetsutnyttjandet varierar. I och med att degen jäst mer eller mindre än beräknat i något led påverkas den fortsatta processen. Det finns således flera olika slag av problem när det gäller att hålla kontroll över och styra betingelserna för tillverkningen.

Bättre kontroll av klimat och råvaror är som framgått en av förutsättning- arna för en jämnare degkvalitet och därmed också för att utveckla styrsystem för själva bageriprocessen. Vid utvecklingen av nya slag av råvaror görs stora

ansträngningar för att minska variationerna i kvaliteten och automatiserad deggöring tillämpas också av alltfler bagerier. Som framgått tidigare finns det dock skäl att anta att en ytterligare automatisering av själva bageriprocessen kommer att få ganska små sysselsättningsmässiga konsekvenser eftersom viss bemanning under alla omständigheter behövs för övervakning.

Av de olika produktionsleden har istället förpacknings- och expeditions- sidan för närvarande den största rationaliseringspotentialen eftersom den är personalintensiv jämfört med till exempel själva bakningen. De största sysselsättningseffekterna av en fortsatt automatisering (med eller utan dator- stöd) torde alltså komma att gälla dessa verksamheter som främst syssel- sätter kvinnlig arbetskraft. Möjligheterna att rationalisera förpacknings- och expeditionsarbetet bestäms av produktionsvolymerna och sortimentsstruk- turen samt av variationerna i slutproduktens storlek och form. Det är i dag möjligt att med känd teknik automatisera dessa moment åtminstone när det gäller specialiserad produktion i stor skala. I mindre bagerier med breda sortiment är en långt driven automatisering inte lönsam. Då kunderna t ex inte köper hela lådor av varje brödsort minskar möjligheterna till automa- tiserad hantering.

Av stor betydelse är således sortimentens framtida utveckling. Denna i sin tur beror av konkurrenssituationen. distributionsstrukturen. konsumenter- nas efterfrågan och andra faktorer. Det skulle föra för långt att här närmare utreda dessa frågor. Man kan dock konstatera att Sverige har bland de bre- daste brödsortimenten i världen.

Andra områden där motiven för ökad automatisering är stora är till exempel system för att kontinuerligt kontrollera vikten på de uppslagna degbitarna och styra den maskin som utför uppslagningen (degdelaren). Sådana tilllämpningar finns inom flera bagerier i dag. Råvarornas stora andel av de totala kostnaderna gör att en minskning av den genomsnittliga över- vikten med några procent har stor betydelse för det ekonomiska utfallet. Energistyrning och återvinning av värme nämns som andra områden med stora ekonomiska potentialer.

Spridning av olika styrsystemtillämpningar beror också på graden av er- farenhetsutbyte mellan företagen. I bageribranschen förefaller detta erfaren- hetsutbyte vara ganska litet och begränsat till företagen inom respektive ägargrupp. I och med att de större företagen börjat köpa färdiga system utifrån sker dock en informationsspridning huvudsakligen genom systemle- verantörer och konsulter. Utrustningsleverantörerna har i allmänhet mindre kompetens när det gäller styrningen utan systemen utvecklas av användar- företagen själva eller systemleverantörer och konsulter.

Arbetsmiljöeffekter

Från arbetsmiljösynpunkt torde en ökad automatisering av främst expedi- tionsarbetet i bageriföretagen vara önskvärd. Där är arbetsmiljön i äldre anläggningar ofta dålig med buller, drag, temperaturväxlingar, tunga lyft o s v. Inom själva tillverkningen har utvecklingen under senare år inneburit en utarmning av arbetsinnehållet. Allt mindre yrkeskunnande kommer till användning och kvar blir övervakningsarbete och svårautomatiserade arbetsmoment som exempelvis rengöring av grytor. Representanter från

flera bagerier bedömer att man klarar den vanliga driften lika bra med kortutbildad personal som med yrkeskunniga bagare. En utveckling mot allt konstantare processbetingelser kommer att förstärka dessa utvecklingsten- denser. Övervakningsarbetet kommer också att bli alltmer stillasittande i takt med att bildskärmar utnyttjas i ökande utsträckning och omställning av maskinerna görs från centrala manöverpaneler.

Representanter för anställda och företagsledningar företräder vitt skilda uppfattningar om yrkeskunnandets betydelse inom bageribranschen. Utan tvivel är det så att de genomsnittliga kunskapskraven i den direkta driften sänkts under senare år. Från vissa håll menar man att rationaliseringsarbetet alltför ensidigt varit inriktat mot själva produktionen och att den pågående personal- och kunskapsutarmningen på sikt kan få negativa konsekvenser för bageriindustrin. Det gäller t ex beträffande kvalitetskontrollen och råvaru- utnyttjandet. Enligt samma bedömning finns större vinster, både från frationaliserings- och arbetsmiljösynpunkt, att göra om man riktar intresset

även mot andra områden än det snävt bageritekniska.

De större bageriföretagens användning av datorstöd En företagsgrupp som i hög grad sökt rationalisera produktionen och specialisera de olika anläggningarna är Skogaholms. Utvecklingen av datorstödet är inriktad mot administrativa tillämpningar, för närvarande ett flexibelt bildskärmsbaserat orderbehandlingssystem. Dagliga order kommer att föras in via bildskärmsterminaler i systemet som sedan utför en rad admi- nistrativa funktioner i samband med fakturering. upprättande av leverans- sedlar etc. I vad mån och på vilket sätt systemet kommer att utnyttjas för produktionsplanering är inte helt klart i skrivande stund. Enligt företagsled- ningen beräknar man uppnå följande fördelar med det nya systemet:

— personalbesparing genom avskaffande av stansningsarbete — bättre säkerhet och kontroll beträffande de administrativa rutinerna — bättre kontroll över försäljningsutveckling och lagersituation — ökat stöd till säljpersonalen genom förbättrad tillgång till information om kunderna, det aktuella försäljningsläget, behov av säljbefrämjande åtgärder etc.

I ett senare skede kan styrningen av emballagelager komma att inkluderas i systemet, vilket beräknas minska lagerhållningstiderna.

Inom Pågens har man i dag huvudsakligen administrativa system som. när det gäller produktionen, bland annat syftar till att följa upp råvaruförbruk- ningen och det ekonomiska resultatet. I systemet jämförs aktuell råvaruför- brukning, produktion och beställningar på daglig basis. Analysen av eventuella avvikelser görs dock manuellt. Med längre tidsintervall görs mera omfattande körningar vid vilka jämförelserna även inkluderar teoretisk råvaruförbrukning, leveranser till och från lager, aktuell lagerställning m m.

Tidigare tilllämpade man ett produktionsplaneringssystem som utifrån order och lagersituation räknade ut total produktionstid, tidsföljd i produktionen, liggtider etc. Syftet med systemet var dels att säkerställa" rätt liggtider dels att få jämn beläggning på de olika produktionslinjerna. Syste-

met kunde dock aldrig göras lönsamt och efter en tid gick man tillbaka till helt manuell produktionsplanering. Bland orsakerna kan nämnas att systemet var allför inflexibelt beträffande möjligheterna till omplaneringar. Fick man en förskjutning i tidsplanen blev hela den maskinellt framräknade planeringen oanvändbar.

Inom företaget ser man förbättrad uppföljning av råvaruförbrukningen som ett av de ekonomiskt mest intressanta områdena för framtida datortillämpningar. Konsumentkooperationens bagerisektor tog under slutet av 1980 i drift ett nybyggt bageri i Göteborg. Detta är det första KF-ägda bageri som utnyttjar någon form av datorstöd för styrning av tillverkningsprocessen. Från början var man inriktad på att tillämpa mikroelektronik i stor skala (bland annat tog en systemleverantör fram det tidigare nämnda konceptet) men slog efterhand av på ambitionerna. I korthet innehåller de system man slutligen bestämde sig för följande funktioner:

automatiserad uppvägning av råvaror

— övervakning av:

lagernivåer i silos transport av råvaror fram till uppvägningen Zl liggtider för degarna D Ugnstemperatur

— uppföljning av antal bitar som slås upp och antal bitar som slutligen körs ut

möjlighet att på bildskärm ta fram ”processtatus”.

Enligt representanter för KF's bagerisektion är den automatiserade uppväg- ningen med åtföljande jämnare produktkvalitet den del av styrsysteminve- steringen som beräknas ge den största avkastningen.

5.3.4.3 Styrsystem vid Konsum Stockholms bageri San Remo

Vid Konsum Stockholms bageri San Remo har man ett flertal olika datorstödda system. Till en del utnyttjas datorstöd även för produktionspla- neringen. Detta system är det mest avancerade som i dag är i drift vid svenska matbrödsbagerier och beskrivs kortfattat nedan. Övriga datorstödda system och systemutvecklingsplaner inom San Remo beskrivs endast i den mån ochi de delar de har direkt samband med produktionsplaneringen.

Datorutrustningen består av en egen minidator, 16 terminaler för datainsamling ute i produktionen samt åtta terminaler med bildskärm av vilka sex används i försäljningsarbetet. Huvuddelen av datorbearbetningen sker på dagtid på Konsum Stockholms centrala dator. Varje anställd har ett identitetskort som används vid in- och utpassering samt vid stämpling via datainsamlingsterminalerna i samband med arbetets påbörjande och avslu- tande, raster och annan frånvaro.

Försäljnings- och ordersystemet. Detta system har utvecklats inom San Remo men har även anpassats till andra enheter inom Konsum Stockholm vilka utnyttjar detsamma sedan några år. I systemet finns lagrat olika administrativa och andra uppgifter om varje försäljningsställe samt en preliminär beställning som varierar med veckodag. I butikerna noteras av-

vikelser från den preliminära ordern på förtryckta blanketter som rapporte- ras då San Remos försäljare ringer. Försäljarna för via terminaler med bildskärm in avvikelserna från preliminärordern till systemet. Detta ger också förslag till ändring av preliminär order med utgångspunkt från de faktiska beställningarna under de senaste sju veckorna. Beställnings- statistiken och övriga uppgifter i systemet rörande de olika försäljningsstäl— lena (som kan tas fram på bildskärmen) används av försäljarna i det aktiva försäljningsarbetet i samband med extrapriserbjudanden och andra säljfräm- jande åtgärder. Fakturering och andra rent administrativa rutiner behandlas inte i detta sammanhang.

Registrering av produktionen och arbetskraftsåtgång. Via de 16 datainsam- lingsterminalerna registreras start- och stopptidpunkt samt producerad mängd (antal eller volym) för varje produktslag, produktionslinje och arbetsområde (de tre arbetsområdena är trågning, uppslagning och pakete— ring). De anställda stämplar vid arbetets påbörjande och avslutande efter arbetsområde och linje vilket utgör underlag för produktionsuppföljningen samt löneberäkningen. Företaget tillämpar premielön på kollektiv basis. beräknat efter produktgrupperna matbröd. kaffebröd och konditorivaror. För detta ändamål fördelas således antalet betalda arbetstimmar på produkter.

Kalkyleringssystemet, för vilket rutinerna för insamling av indata ännu inte är fullt utbyggda, innehåller alla aktuella recept med åtgångstal. volymer. kostnader, fördelningsnycklar för fasta kostnader etc. Dessutom finns ett s k kapacitetsregister med uppgifter om kapaciteten på varje produktionslinje i termer av tidsåtgång för varje produktslag. arbetsmoment. satsstorlek: antal produkter per sats etc. Dessa uppgifter har tagits fram genom manuella mätningar då den information som datainsamlingsterminalerna ger inte är tillräcklig för ändamålet.

Iproduktionsplaneringssystemet, som togs i drift 1977. finns en standard- plan som anger normal produktionsföljd på de olika linjerna. Planeringsar- betet för kommande natts bakning startar 17.30. Då är orderregistreringen avslutad och nästa dags order således inmatade i systemet. Systemet genererar därefter en aktuell standardproduktionsplan med utgångspunkt från:

standardplanen

— faktisk order (preliminär + avvikelser)

kapacitst på de olika linjerna enligt det tidigare nämnda kapacitetsre- gistret.

Genereringen av produktionsplanen tar ungefär en halv timme och är således klar 18.00. Därefter börjar ett interaktivt planeringsarbete där produktions- planeraren ändrar i den maskinellt framställda planen utifrån aktuell kapacitet, kända stopp. haverier. säljfrämjande åtgärder, personalläge etc. Detta görs på bildskärmen som är direkt ansluten till den centrala datorn. Före klockan 22.00 låses planen (den "optimala”) och delplaner för alla linjer och arbetsmoment skrivs ut och distribueras inom huset. Slutligen förs den manuellt framställda planen över från den centrala datorn till San Remos minidator. Därefter bryts kontakten med den centrala datorn.

I systemet finns också rutiner för att följa upp produktionen. Rutinerna är i

korthet följande:

Under natten följs produktionen upp kontinuerligt genom de tidigare beskrivna datainsamlingsterminalerna. Till sin hjälp har jourhavande produktionsplanerare ett datorsystem där den verkliga produktionen jäm- förs med den aktuella planen för varje linje och arbetsmoment. Om vissa gränsvärden överskrids vid jämförelserna skriver systemet ut särskild information till planeraren enligt följande:

— för tidigt/sent för mycket/litet

De tidsmässiga gränserna är angivnai minuter och de volymmässiga i form av maximalt tillåtna procentuella avvikelser. Själva omplaneringen under produktionens gång görs helt manuellt. Avvikelser i det slutliga pro- duktionsresultatet kan leda till neddragning av order till vissa butiker, särskilda säljaktiviteter etc.

Som nästa steg i San Remo datorutnyttjande kommer ett inköps- och lagersystem att införas. Vissa delar därav är redan utvecklade. Syftet är bland annat att få bättre beslutsunderlag för att förhandla fram långsiktiga avtal med råvaruleverantörer. Detta kommer att ske genom ett program för rullande 12-månaders behovsberäkning på råvaru- och emballagesidan. Inköpssystemet. innehållande en mängd information om leverantörerna, kommer att bli gemensamt för hela Konsum Stockholm.

Fullt utvecklat kommer systemet för ekonomisk uppföljning att ge möjlighet till efterkalkyler för varje produkt på daglig basis. Det ursprung— liga syftet med uppföljningen var bland annat att ge underlag för en snabb anpassning av försäljningspriserna. Under den period prisövervakning/ prisstopp var i kraft tjänade systemet i stället syftet att ge underlag till förhandlingarna med statens pris- och kartellnämnd. Systemet kommer också eventuellt att innehålla program för att justera recepten med utgångspunkt från kvaliteten på råvarorna i lager.

När det gäller datorsystemens effekter har ordersystemet inneburit den kraftigaste rationaliseringen. Antalet försäljare har minskat från 18 till 6. Dessa omplacerades till andra arbeten inom Konsum Stockholm. I övrigt har man uppnått större snabbhet och säkerhet i orderbehandlingen.

Enligt den för systemutvecklingen ansvarige inom San Remo beräknas även produktionsplaneringssystemet ge möjlighet till vissa personalbespa- ringar. Den minskade spilltiden beräknas ligga i storleksordningen tio minuter per anställd och dag. Enbart denna besparing ger en återbetalnings- tid för systemet på ca fem år. Systemet sägs förbättra överblicken av produk- tionen och omplaneringar etc kan göras med utgångspunkt från helheten och inte genom att den för en produktionslinje ansvarige planerar om på egen hand. Fortfarande är det dock ett mycket stort problem att få information, till exempel ändringar i produktionsplanen. att tränga igenom hela huset tillräckligt snabbt.

Inom de kollektivanställdas fackliga organisation ställer man sig något mera tveksam till fördelarna med ett datorstött produktionsuppföljningssy- stem. Man menar att kapacitetsutnyttjandet främst styrs av faktorer som inte kan påverkas inom planeringssystemets ram och att det inte är så lätt att flytta produktion mellan olika linjer som förutsätts i produktionsuppföljnings-

systemet. De olika systemutvecklingsprojekten inom San Remo har också försenats i vissa delar, bland annat genom utdragna förhandlingarna mellan företagsledningen och de kollektivanställdas fackliga organisation. Enligt uppgift från företagsledningen strävar man efter att utforma systemen så att så många anställda som möjligt skall kunna utnyttja och påverka systemen. De fackliga förtroendemännen har också tillgång till all information i systemen. Från fackligt håll framhålls dock att det man betraktar som det mest naturliga kravet i sammanhanget. nämligen att bli representerad i ledningsgruppen för systemutveckling, ännu efter två år inte tillgodosetts. Denna fråga hänger å andra sidan ihop med de principer som tillämpas inom hela föreningen d v s Konsum Stockholm.

All programvara till systemen har utvecklats av personer från Konsum Stockholms centrala systemutvecklingsgrupp i samarbete med befattnings- havare på Sam Remo. Principen att inte köpa tjänster utan endast utrustning till datorsystemen externt tillämpas generellt av alla enheter inom Konsum Stockholm.

5.3.5. Sockerindustrin

Sockerindustrin, som består av företagsgruppen Svenska Sockerfabriks AB. har stora produktionsvariationer över året. Produktionen vid betbruken. för närvarande sex strösockerbruk och ett råsockerbruk, är koncentrerad till tre månader om året, de 5 k kampanjerna. Betbruken är då i drift dygnet runt under veckans alla dagar. Under resten av året sker underhållsarbete och fabrikerna står stilla. Vidare ingåri bolaget ett sockerraffinaderi där samtliga s k högförädlade sockerprodukter framställs ur såväl svenskt som importerat råsocker.

Sedan slutet på 1940-talet har Sockerbolaget genomgått en omfattande koncentrationsprocess och strukturförändring. Sedan 1947 har tolv socker- bruk och fyra raffinaderier lagts ner och vid de kvarvarande sockerbruken har produktionskapaciteten avsevärt byggts ut och verksamheten rationali- serats. Ytterligare sockerbruk kan komma att läggas ner. Koncentrationen av raffineringen har underlättats av tekniska landvinningar som medförde att man under 1950-talet kunde börja tillverka strösocker direkt vid betbru- ken.

Antalet anställda uppgår för närvarande i medeltal inkluswe kampanjan— ställda till ca 2400, vilket är ca hälften av antalet anställda i början på 1950-talet. Under kampanjerna anställs ca 700 personer tillfälligt, huvud— sakligen vid betbruken. Så gott som hela produktionsprocessen innanför fabriksväggarna har automatiserats. Den heltidsanställda personalen har ökat och de under kampanjen tillfälligt anställda har minskat. Automatise- ringen har i efterhand också visat sig vara nödvändig eftersom det blivit allt svårare att få personal för korttidsanställningar.

Sockerbolaget avsåg tidigare att lägga ner driften vid strösockerbruket på Öland i syfte att rationalisera tillverkningen. Av sysselsättningspolitiska skäl erhöll emellertid företaget kompensation för vissa fasta kostnader så att driften kunde tryggas. Av samma skäl får företaget numera även extra kompensation för strösockerbruket på Gotland. För närvarande pågår utredning om alternativ produktion vid strösockerbruket i Karpalund i

Kristianstadstrakten som företaget aviserat att man vill lägga ner. Ett förslag som utreds är möjligheterna till etanoltillverkning ur avfallsprodukterna vid sockerproduktion och annan jordbruksproduktion.

Styrsystem användsi sockerindustrin bl a för extraktion, indunstning och kristallation. Motiv för införandet av tilllämpningarna och den ökade automatiseringen har tidigare varit personalbesparingar bl a för att minska antalet kampanjanställda. Denna automatisering genomfördes samtidigt med Strukturomvandlingen under femtio- och sextiotalen varvid analoga styrsystem togs i bruk. Möjligheterna till personalbesparingar i kvarvarande anläggningar uttömdes i stor utsträckning under denna period.

Motiven för införande av styrsystemtillämpningar har därefter allt mer förskjutits mot ett effektivare utnyttjande av råvaror (kvalitet och utbyte) samt energibesparingar. Sockerindustrin förbrukar relativt mycket energi.

Processerna i sockerindustrin är tämligen långsamma. Detta har gjort att företaget i sin produktionstekniska utveckling valt att utnyttja datorstöd främst för att beräkna hur processen bör köras för ett optimalt utbyte. Man har själva byggt system för att systematisera processdata, öka process- kunskapen och beräkna och förfina körningen av processen. Det senare sker med utgångspunkt i dels de inre förutsättningarna som bättre klarlagts. dels förändrade yttre förutsättningar t ex till följd av de ökande energipriserna. Detta har gjorts vid särskilda undersökningstillfällen och rutinerna vid den löpande produktionen och utrustningen i anläggningen har därigenom inte ändrats nämnvärt. Reglerfunktionerna har vidareutvecklats men regulatorer etc har behållits. Bl a beroende på att en del anläggningar är gamla och utrustningen sliten har man inte kommit lika långt i alla anläggningar.

Vidare har laboratorieverksamheten rationaliserats. Bl a har provtagning på betorna helt datoriserats och samlats till en central verksamhet. I anläggningarna har också vissa konventionella reläer bytts ut mot FC- kretsar.

Även vid beräkningar av miljöutsläpp i vatten och luft har datorer utnyttjats. Däremot har datorer inte ännu utnyttjats för reglering av utsläpp. Sockerindustrins miljöutsläpp är en svårlöst fråga. Vattenreningsanläggning- arna som installerats fullt utvecklade vid fem av sju anläggningar kostar ca 20 Mkr per styck.

Sockerbolagets investeringar i olika styrsystem har under senare år uppgått till ca 2 Mkr per år. Ett femtontal personer arbetar med styrsystemen. En stor del av forsknings- och utvecklingsarbetet bedrivs i egen regi. Tre till fyra personer är sysselsatta i denna verksamhet.

Det största hindret för införandet av nya tillämpningar uppges tillgången på mätgivare vara. Sockerbolagets tekniker testar själva givare och har också utvecklat några på egen hand. Någon särskild leverantör för styrsystem och styrsystemutrustning till sockerindustrin finns inte. Man har konsekvent försökt öka processkunskapen dels genom det egna forsknings- och utvecklingsarbetet, dels genom kontakter med användarföretag i andra länder.

Impulser till nya tillämpningar och visst erfarenhetsutbyte har man också fått genom utbyte med högskolorna. Det kan antingen röra examensarbeten * , ' ' - . Jr eller att ett problem förelagts en högskola. Man har också kunnat utnyttja ' annat forskningsarbete vid högskolorna t ex rörande torkar för lantbruket i

1 Sysselsättningen vid företag med mindre än fem anställda uppgick till ca 100 personer en- ligt en mycket grov upp- skattning.

övrigt. Visst utbyte har man också haft genom att sockerindustrin kopplats ihop med kemisk industri och dess branschorganisation kemikontoret med vars verksamhet man har en del gemensamma nämnare.

5.3.6. Choklad- och konfektyrindustrin

Branschstruktur

Choklad- och konfektyrindustrin sysselsatte 1978 drygt 5 000 personer vid 35 arbetsställen med mer än fem anställda.l Detta motsvarade ca sju procent av antalet anställda inom hela livsmedelsindustrin. Sysselsättningen i branschen minskade fram till 1974 men har sedan dess ökat avsevärt relativt sett.

Särskilt chokladindustrin domineras av ett fåtal stora företag. De fem största arbetsställena svarade 1978 för mer än 95 % av sysselsättningen inom denna delbransch och hade ett genomsnittligt antal anställda av mer än 730 personer vilket kan jämföras med knappt 70 personer genomsnittligt för livs— medelsindustrin totalt sett. Konfektyrindustrin är betydligt mer småföretags- dominerad.

Även om ett flertal företagsförvärv och överlåtelser skett inom branschen under 1970-talet har de strukturella förändringarna varit relativt måttliga. Det dominerande företaget är AB Marabou med anläggningar i Sundbyberg och Upplands Väsby av vilka den sistnämnda uppförts under 1970-talet. I företaget ingår också Göteborgs Kex AB som förvärvades under 1979. AB Marabou har expanderat kraftigt och ökat antalet anställda från omkring 1 200 till närmare 1 800 under den senaste tioårsperioden bortsett från förvärvet av Göteborgs Kex AB.

Konsumtionen av choklad- och konfektyrvaror har ökat ungefär i takt med befolkningsökningen under 1970-talet och synes åtminstone hittills ha varit relativt okänslig för pris- och skattehöjningar. Beträffande utrikeshandeln kan nämnas att importen stagnerat under senare år medan exporten fortsatt att expandera. Den går främst till övriga nordiska länder.

Datorstödda tillämpningar av styrsystem inom AB Marabou

Inom AB Marabou har datorstöd hittills utnyttjats i två styr- systemtillämpningar. Det gäller dels styrning av plåtar på en transportbana. dels styrning av avtagning av produkter från en bana där traditionell reläbaserad teknik ersatts av PC-styrning. Genom detta vinner man enligt företaget att servicen blir enklare, utrustningen tar mindre plats samt att flexibiliteten ökar. I någon män kan även personalbesparingar göras. Systemet har utvecklats av Marabous personal.

Choklad- och konfektyrindustrin är en relativt liten bransch men har en bred teknologi. Detta medför att utrustningsleverantörernas intresse för mot branschen inriktad utveckling och anpassning är begränsat. Det finns således för närvarande inte kommersiellt tillgängliga datorbaserade styrsystem som standard på några maskiner. Vidare är det svårt för användarna att ställa krav på utrustningens utförande. Det kan gälla hygieniska krav t ex att maski- nerna skall kunna rengöras genom spolning. De mätgivare som finns tillgängliga är många gånger inte anpassade till den egna industrins processer

vilket medför problem med tillgängligheten och tillförlitligheten.

Processkunskapen är central inom chokladindustrin. I vissa delar av Marabous tillverkning är det fortfarande så att erfarna anställda med hjälp av känsel, lukt etc och sin kunskap om produkter och råvaror kontrollerar produktionen. Från företagets sida strävar man medvetet efter att minska beroendet av enskilda anställda i tillverkningen. Man bedömer att med den omsättning som idag är bland den yngre personalen finns det på sikt inte några möjligheter att behålla processkunskapen hos de anställda i den direkta produktionen. I stället satsar man på att inom den egna utvecklingsavdelningen bygga upp den nödvändiga kompetensen som en bas för produktutveckling och utveckling av styrsystem för processerna. Succe- sivt kan man sedan ersätta den manuella, på de anställdas processkunskap grundade styrningen med automatiserad. Ett exempel på detta är kolakok- ningen för vilken man utvecklat en temperaturmätgivare som automatiskt sköter en omkoppling som man tidigare ansåg att endast en erfaren kola- kokare kunde sköta.

När det gäller den framtida utvecklingen av datorutnyttjandet inom AB Marabou är en av de viktigaste faktorerna det breda produktsortimentet. Produktionen är närmast orderstyrd och detta, tillsammans med det breda produktsortimentet, gör att produktionen ställs om med täta mellanrum. För närvarande sker produktionsplaneringen helt manuellt och inom företaget bedömer man att ett datorstött system för denna funktion kommer att uvecklas under de närmaste åren. För närvarande fördröjs detta arbete bland annat av att det inte finns någon ledig kapacitet på den dator som utnyttjas för administrativa tillämpningar. Vad beträffar själva produktionen planerar man närmast att utveckla ett mikrodatorbaserat system för central och därmed snabbare omställning av enskilda maskiner. Man har också börjat undersöka möjligheterna att utnyttja datorstyrning vid dosering, något som för närvarande görs med reläteknik.

Inom choklad- och konfektyrindustrin liksom inom många andra bran- scher är det främst i samband med större om- och nybyggnationer som man kan höja ambitionsnivån beträffande automatiseringen och styrningen. Inom Marabou diskuteras för närvarande olika sätt att lösa lagerproblemen. Om företaget beslutar att bygga ett nytt lager i anslutning till anläggningen i Upplands Väsby kommer man förmodligen att investera i ett terminalbaserat "paketsystem" för helautomatisk lagerstyrning och -hantering.

Ytterligare en tänkbar tillämpning inom Marabou är datorbaserad klimatreglering. Processerna kräver nämligen konstanta miljöförutsättning- är vilket är ett viktigt motiv förutom möjligheterna att spara energi.

5.3.7. Bryggeriindustrin Branschstruktur

Bryggeriindustrin har under 1970-talet genomgått en mycket snabb struk- turomvandling. Antalet arbetsställen inom dryckesvaruindustrin minskade från 216 till 66 mellan 1970 och 1978. Antalet sysselsatta minskade med nära en tredjedel under samma period till drygt 5 000 personer.

Trots denna snabba utveckling har flera bryggerier besvärande lönsam-

hets- och likviditetsproblem och för branschen som helhet föreligger en betydande överkapacitet. Det senare beror delvis på mellanölsförbudet som infördes 1978. Genomsnittligt kan kapacitetsutnyttjandet uppskattas till ca 70 procent.

Konkurrenssituationen inom branschen är synnerligen ojämn med AB Pripps Bryggerier som det helt dominerande företaget. Med sina åtta bryggerier samt dotterbolaget Bryggeri AB Falken har Pripps en marknads- andel om 67 procent för malt- och läskedrycker tillsammans. KF's bryggerier, AB Wårby Bryggerier i Vårby och Sollefteå svarar för tio procent av marknaden. Till-Bryggerier AB med produktionsställen i Luleå. Umeå och Östersund har mellan fem och sex procent av totalmarknaden men en betydligt större del, drygt 50 procent, av Norrlandsmarknaden.

Stordriftsfördelarna i bryggerinäringen är mycket markerade och motver- kas av fjärrtransportkostnaderna först vid en struktur med endast ett fåtal produktionsenheter på den svenska marknaden. Kraven på högt kapacitets- utnyttjande medför att branschen är mycket känslig för svängningar i produktionsvolymen. I den av Brygginvest AB utarbetade strukturplanen (mera därom nedan) anges att den teoretiskt optimala strukturen består av två eller tre bryggerier och 25—30 depåer för att försörja hela den svenska marknadens behov av drycker.

Brygginvest AB, som äger aktiemajoriteten i Pripps. är ett statligt investmentföretag med uppgift att initiera och medverka vid strukturföränd- ringar inom bryggeribranschen så att dessa sker på ett för samhället acceptabelt sätt. En särskilt viktig aspekt är sysselsättningsfrågorna eftersom flera'av de nu existerande bryggerierna är lokaliserade till orter som är känsliga från sysselsättningssynpunkt. I början av 1980 lade Brygginvest AB fram en strukturplan i vilken man föreslår att produktionskapaciteten förändras och minskas genom nedläggning av tio av de nu befintliga 22 bryggerierna. Inga egentliga nyinvesteringar föreslås. Strukturplanen inne- håller också förslag till hur en jämnare konkurrenssituation skall skapas genom samordning av bryggerierna utanför Pripps.

Något beslut beträffande Brygginvests plan har ännu inte tagits. Från fackligt håll har bland annat framförts krav på att hela bryggerinäringen skall förstatligas. Den framtida strukturen inom bryggerinäringen är till största delen avhängig vilka politiska beslut som fattas beträffande Brygginvests engagemang i bryggeribranschen.

Produktionsteknik

Ölberedning består av en mängd olika processer från krossning av malt. mäskning, vörtkokning, jäsning etc till filtrering. pastörisering och tappning. En stor del av arbetet består således av transport av öl i olika stadier mellan olika typer av behållare och tankar. Omloppstiden är ungefär fyra till sex veckor.

Det för närvarande tekniskt mest avancerade bryggeriet i världen finns i Fredericia, Danmark, och ägs av De Forenede Bryggerier A/S (samman- slagning av Carlsberg och Tuborg). Datoriserade styrsystem finns i två processavsnitt, dels för silos/brygghus, dels för ölberedningen. De två processområdena styrs från vardera ett kontrollrum utrustat med bild- och

TV-skårmar. skrivare 0 s v. Systemen kan köras på endera av tre automa- tiseringsnivåer; helautomatiskt. halvautomatiskt på programnivå samt halv- automatiskt på komponentnivå. Vissa delprocesser kan styras från lokala styrenleter efter tillstånd från huvudsystemet.

I bryggeriet i Fredericia utnyttjas vidare ett datorstött system för styrning av två tappningslinjer. Systemet innehåller följande funktioner:

Infrrmationssystemet. Direkt registrering och bearbetning av all informa- tion rörande körningstider, produktionsresultat och driftsavbrott; utvär- dering av produktionsresultat; rapportutskrifter. Övrrvakningssystemet. Direkt bearbetning av data angående driften av varje maskin och transportör. Utvärdering av statistik och trendanalyser av avbrottsfrekvenser och stilleståndstider för att kartlägga flaskhalsar i produktionen och ge underlag till det förebyggande underhållet. Seriostyrningssystemet. Automatisk hastighetskontroll för de flesta maskiner och transportörer med utgångspunkt från flaskantalet på anslutande band.

Detta system förväntas ge bland andra följande resultat:

— Förbättrat förebyggande underhåll. — Eliminering av indirekt orsakade driftsavbrott genom att de valda kon:rollfunktionerna ökar reservkapaciteten två till tre gånger. Ett jämnt maskinutnyttjande ökar även kvaliteten på tappningen (luftinnehåll, nivå) och etiketteringen. — Minskat slitage och underhållsarbete. Bättre arbetsmiljö genom mindre buller och avskaffande av enformiga arbetsuppgifter.

— Minskat personalbehov (endast 15 personer per linje behövs) och därmed ökad arbetsproduktivitet.

Styrsysteminvesteringen förväntas bli mycket lönsam. Kostnaden uppgår till två miljoner danska kronor vilket utgör 2,5 % av den totala kostnaden för de två tappningslinjerna.

AB Pripps Bryggerier

Inom Pripps-koncernen har man börjat tillämpa datorstöd vid processtyr- ningen i tre av de nio bryggerierna. I bryggeriet i Västra Frölunda och i dotterbolaget Falkens anläggning i Falkenberg är PC-styrning införd i delar av processen medan man är i färd att införa ytterligare system vid bryggeriet i Bromma förutom de tre mindre PC-system som för närvarande är i drift i anläggningen. De system som utnyttjas är av generell typ och säljs av åtskilliga företag för styrning av processer och maskiner inom många olika branscher. Förutom PC-styrningen har man också en del elektronikbaserade system för varvtalsreglering av pumpar.

Motiven för att utnyttja PC-styrning inom Pripps är främst att man får en ökad flexibilitet. Vid relästyrning krävs ändringar av kabeldragningen om man vill ändra styrprogrammen medan detta görs genom en betydligt enklare omprogrammering vid PC—styrning. Även driftsäkerheten ökar.

Investeringskostnaden för PC-styrning är lägre än kostnaden för traditio-

nell utrustning då man har mer än 30 ventiler eller motsvarande som skall styras. Övergång till PC-styrning görs nästan uteslutande i samband med andra större ombyggnader eller ändringar.

Övergången till PC-styrning innebär således inte att några fler funktioner automatiseras eller att styrningen blir mera övergripande. Det är fortfarande frågan om styrning av delfunktioner där sambandet mellan delsystemen består i att vissa villkor i den tidigare reglerkretsen måste vara uppfyllda innan styrimpulser utlöses i en senare krets. Arbetsmiljön och sysselsätt- ningen påverkas inte på annat sätt än att den nya tekniken kräver nya kunskaper hos den eltekniska personalen (kunskaper i programmering). Det senare har dock varit ett stort problem inom Pripps. Svårigheterna var avse- värda innan PC-styrningen vid Frölunda-bryggeriet fungerade och bland annat var man länge tvungen att anlita personal från systemleverantören för den nödvändiga omprogrammeringen under idrifttagandet. Systemleveran— törens tekniker saknade å andra sidan nödvändig processkunskap. Även vid bryggeriet i Bromma är programmeringskunskapen en trång sektor.

Enligt representanter för Pripps har man inte inom företaget någon långsiktig strategi för hur mikroelektroniken skall utnyttjas. Ingen personal på företagets centrala tekniska avdelning sysslar med frågor om 'datorstödd processtyrning eller produktionsplanering. Anledningen till detta är bland annat att man inte anser det företagsekonomiskt motiverat att införa mera avancerade system (typ Fredericia) i existerande anläggningar. Att döma av den strukturplan som Brygginvest presenterat är det ju också mycket osäkert huruvida något helt nytt bryggeri komlner att uppföras i Sverige under över- skådlig tid framöver.

Den troliga framtida utvecklingen för Pripps del är således att man successivt övergår till PC-styrning i resterande anläggningar i samband med ombyggnader etc. För övrigt ser man i dag inte några större framtida tekniska förändringar i själva produktionen. Tänkbara nya tillämpningar är dock ut— ökad automatisk uppföljning av produktionsprocessen (i dag sker detta manuellt genom till exempel avläsning av mekaniska räkneverk), viss mikrodatorbaserad styrning av tvätteriprocessen. styrning av dosering i samband med alkoholhaltsbestämning förutsatt att givare blir tillgängliga. automatiserad provtagning och laboratoriekontroll m m. Den PC-utrustning man köpt till Bromma-bryggeriet är av tekniskt enkelt slag och kan till exempel kompletteras med bildskärmar för uppföljning och övervakning. Beträffande kontroll av utsläpp, miljövård etc ser man i dag inte några ekonomiskt intressanta tillämpningar. Från Pripps sida framhålls de många svårigheter och problem som finns vid utvecklandet av nya tillämpningar. Det tar tid att bygga upp den egna kompetensen och att rekrytera/ vidareutbilda lämplig personal. Utvecklingen blir därför inte så drama- tisk.

Avslutningsvis kan nämnas att man på lagersidan kommit betydligt längre när det gäller systemutveckling. Under hösten 1980 började man att ta i drift ett system med minidatorer för styrning av lagerhållningen vid depåerna. Detta system kommer att förändra rutinerna för ordermottagare, lastpla- nerare. lagerpersonal och chaufförer. Syftet är att ta fram snabbare och mer precis information om lager- och ordersituationen i varje ögonblick och ytterst att reducera det kapital som binds i lagren vid depåerna. För

närvarande är systemet för styrning av order, lager och distribution inte kopplat till produktionen men en samordnad tappning. direktstyrd från order/lagersystemet. skulle kunna ge stora rationaliseringsvinster. Framför allt skulle kapital bundet i lager frigöras. Enligt representanter för företaget kan man i framtiden också tänka sig att depådistributionen datoriseras så att lasterna i många fall kan plockas direkt från bryggerierna.

5.4. Sammanfattning och slutsatser

5.4.1. Produktionsstrukturens betydelse

Studierna av livsmedelsindustrins olika delbranscher visar att produktionens sammansättning. såsom sortimentsbredd och serielängder. är den viktigaste faktorn när det gäller spridningen av datorstödda styrsystem. Flera av delbranscherna har en mycket splittrad produktionssammansättning vilket minskar möjligheterna att automatisera den direkta produktionen. Genom att specialisera och koncentrera produktionen och tillämpa en mer flödes- orienterad produktionsteknik söker företagen skapa förutsättningar för att ta tillvara stordriftsfördelar och rationalisera produktionen. Denna utveckling har drivits olika långt inom de olika delbranscherna och utgör den viktigaste faktorn när det gäller utnyttjande av avancerade styrsystem.

Generellt kan sägas att användningen av datorstödda styrsystem hittills inte fått någon större spridning. De mest omfattande tillämpningarna finns. i enlighet med resonemangen ovan. i branscher med homogena produkter där tillverkningen redan koncentrerats till ett mindre antal anläggningar såsom mejeriindustrin och sockerindustrin. Därav kan slutsatsen dras att den typ av datorstödda styrsystem som här studeras i allmänhet spelat en underordnad roll för strukturutvecklingen inom livsmedelsindustrin. I stället är det så att utvecklingen mot ökade volymer. övergången till mer flödesorienterad drift samt ökad kapitalintensitet förstärkt incitamenten för att använda datorstöd- da styrsystem. I de stora och specialiserade anläggningarna är marginalerna rörande produktkvalitet. råvaruutnyttjande och genomströmningshastighet av en sådan storlek att de lättare kan motivera en användning av datorstödda styrsystem.

En viktig reservation måste fogas till denna iakttagelse. De system som studeras här utgör bara en av många typer av tillämpningar av datorstöd inom livsmedelsindustrin. För att få ett riktigt perspektiv på datorstödets roll för livsmedelsindustrins utveckling måste även andra slag av tillämpningar tas med i bilden. Speciellt inom livsmedelsindustrin är det. mot bakgrund av den starka koncentrationen i grossistledet när det gäller distribution av daglig- varor, också viktigt att ta hänsyn till hur automatisering och utnyttjande av datorstöd inom distributionsledet återverkar på de producerande företagen. Som nämndes i avsnittet om frukt— och grönsakskonservindustrin menar företagsrepresentanter inom denna bransch att utvecklingen inom distribu— tionsledet har en större betydelse för den framtida konkurrenssituationen och produktionsstrukturen än graden av datorstöd i själva produktionen.

5.4.2. Övriga faktorer som styr datorstödets omfattning

Förutom produktionens sammansättning finns en rad andra faktorer som på olika sätt påverkar graden av datorutnyttjande inom de olika delbranscher- na. Vissa av dessa faktorer är specifika för livsmedelsindustrin medan andra är mera generella och kan i varierande utsträckning tillämpas på alla bran— scher.

Många av livsmedelsindustrins delbranscher är ägarmässigt starkt koncen- trerade vilket är en av förklaringarna till att en så snabb strukturomvandling kunnat ske i dessa delbranscher. Exempel på detta är slakteribranschen. där de producentkooperativa företagen har en marknadsandel om ca 80 %. charkuteribranschen. där producent— och konsumentkooperationen har ca 40 % var av marknaden samt mejeriindustrin som så gott som uteslutande ägs av producentkooperationen. Det finns i dag inte några tecken som tyder på att livsmedelsindustrins utveckling mot ökad ägarmässig koncentration och integration mellan olika tillverkningsled kommer att upphöra eller vändas i sin motsats. En fortsatt strukturomvandling underlättar teknisk förnyelse. I livsmedelsindustrin år införande av ny teknik på styrsystemom- rådet i hög grad knutet till helt nya anläggningar.

Sysselsättningseffekterna av livsmedelsindustrins strukturomvandling.för- stärks av att produktionsvolymen för branschen som helhet inte förändras i någon större utsträckning. I de modernare anläggningarna är arbetskrafts- behovet för en given produktionsvolym lägre och dessutom uppstår regionala sysselsättningseffekter genom att produktionen centraliseras.

De utlandsägda företagen är huvudsakligen engagerade i de av livsme- delsindustrins delbranscher som utmärks av hög produktdifferentiering och relativt avancerad produktionsteknik. Som exempel kan nämnas frukt- och grönsakskonservindustrin och andra branscher inom den konkurrensutsatta delen av livsmedelsindustrin. Den mera splittrade ägarstrukturen i dessa konkurrensutsatta delbranscher är förmodligen en av förklaringarna till att Strukturomvandlingen där varit relativt måttlig jämfört med de mera råvaru- och hemmamarknadsorienterade skyddade delbranscherna. När det gäller datorstöd i produktionen återfinns inte de mest avancerade tillämpningarna av styrsystem i branscher med hög andel utlandsägda företag trots att dessa i övrigt är mer teknikintensiva än livsmedelsindustrins andra delbranscher. Detta tyder på att specialiseringsgraden och koncentrationen av produktio- nen inom olika delbranscher har störst betydelse för spridningen av datorstödda styrsystem inom livsmedelsindustrin.

Datorstödets omfattning beror också på utbudet av system och systemut- vecklingstjänster vilket i sin tur återspeglar d'e kommersiella möjligheterna för försäljning inom respektive delbransch. Små branscher är ointressanta för system- och utrustningsleverantörer vilket gör att det inte sker någon an- passning av till exempel givare till kraven i de mindre branscherna. Mejeriindustrin å andra sidan är ett exempel på en bransch där en dominerande utrustningsleverantör i hög grad påverkat utvecklingen inom den användande industrin. Inom de flesta av livsmedelsindustrins delbran- scher har företagen begränsad kompetens beträffande processanalys. anlägg- ningsplanering och utveckling av datorstödda styrsystem. Den forskning som bedrivs är i ringa utsträckning inriktad mot produktionstekniken. I stället

ägnas större uppmärksamhet åt exempelvis råvarornas egenskaper och metoder att förlänga hållbarheten d v 5 det är i första hand fråga om att öka och fördjupa produktkunnandet.

Utvecklingen mot ökade möjligheter till automatisering av de livsmedels- industriella processerna sker efter flera olika linjer:

— ökad flödesorientering av produktionen homogenisering och standardisering av råvarorna förändring av råvarorna för att underlätta automatiserad transport (pumpbarhet) — utveckling ay metoder för att mäta och kompensera förändringar i råvaruegenskaperna anpassning av recept och produktformning till ny tillverkningsteknik — utnyttjande av kemiska bearbetningsprocesser (snabbare och lättare att styra) i stället för biologiska.

Den begränsade kompetensen inom många delbranscher samt det ringa intresset från leverantörssidan för mindre delbranscher gör dock att utvecklingen mot mer avancerade datorstödda styrsystem går långsamt i flera branscher. Å andra sidan borde den stora ägarkoncentrationen kunna utgöra en förutsättning för utvecklingsarbete och erfarenhetsutbyte mellan företa- gen i flera av delbranscherna. Hittills har denna möjlighet inte utnyttjats i någon större utsträckning. I övriga delbranscher är erfarenhetsutbytet när det gäller produktionsteknik och styrsystem av flera orsaker lågt eller obe- fintligt. Huvudsakligen sker det genom utrustningsleverantörer och konsult- företag.

I debatten om livsmedelsindustrin förknippas ofta stordrift och använd» ning av datorstöd med sämre produktkvalitet. mindre smakskillnader o s v. Ett exempel är bageriindustrin där den industriella tillverkningen och utnyttjandet av olika metoder för att öka hållbarheten ifrågasatts från olika utgångspunkter. Genom ett ökat eget hushållsarbete kan konsumenterna dock kompensera vad man uppfattar som alltför höga priser eller sänkningar av kvaliteten hos livsmedlen. För att åter knyta an till bageriindustrin kan hembakningen nämnas som exempel.

Som framgått av de olika delbranschstudierna finns inom de flesta delbranscher inom livsmedelsindustrin en diskussion om hur ändrad produktionsteknik påverkar produkternas kvalitet och behovet av yrkeskun- skaper. Att döma av utvecklingen hittills har argumenten om behovet av att bibehålla brett spridda yrkeskunskaper vägt lättare än de mera kortsiktiga ekonomiska argumenten för stordrift och ökad specialisering.

6 Textil— och konfektionsindustrin

Slutsatserna i detta avsnitt bygger till en del på det material som redovisas i den ovan refererade utvecklingstekniska analysen.

Det är inte realistiskt att räkna med att skillnaderna i löneläge mellan tekoindustrin i Sverige och den i de viktigaste konkurrentländerna kommer att utjämnas under överskådlig tid framöver. Det är heller inte möjligt för den svenska industrin att hålla en i väsentliga avseenden mer avancerad produktionsteknologisk nivå än konkurrentländerna eftersom den tekniska utvecklingen nästan helt sker utomlands. Satsningarna på produktionstek— nisk forskning och utveckling inom tekoområdet har hittills haft mycket liten omfattning i Sverige. En av orsakerna är att företagen med den pressade lönsamhet som rått varit helt upptagna med de dagsaktuella problemen.

Mot bakgrund av ovanstående är det således inte rimligt att tro att krisen för svensk tekoindustri kan lösas enbart genom automatisering och satsning på rationellare produktionsteknik. Sådana åtgärder kan endast vara kom- plement till en vidare satsning på kunskapsutveckling inom företagsledning, marknadsföring, design/konstruktion samt produktutveckling inom områ- den där svensk tekoindustri fortfarande besitter unik kompetens. Det är inte heller enbart fråga om att tillämpa helt ny produktionsteknik. Enligt vissa översiktliga bedömningar skulle produktiviteten i de svenska anläggningarna kunna öka med i storleksordningen 15—20 % om varje företag använde den tekniskt/ekonomiskt mest lämpade utrustning som finns tillgänglig idag.

När det gäller tekniska förändringar inom den svenska konfek- tionsindustrin väntas datorstöd framför allt utnyttjas i följande samman- hang:

system för tillverkning av individanpassade plagg med automatisk individuell måttagning system för automatisk vävinspektion som, integrerad med datorstödd läggning, kan reducera arbetskostnaden i tillskärningen med mer än 50 %

— styrning av sömnadsautomater med hjälp av data från auto- matskärmaskiner i kombination med automatiserade system för matning och materialhantering. Dessa kan ge mycket stora rationaliseringsvins- ter

— styrning av pressar samt helautomatiska system för lagerhantering.

Det kan tilläggas att storleken av de vinster som kan göras genom en väsentligt ökad automatisering av själva sömnadsmomenten är en inom tekoindustrin livligt diskuterad fråga.

Internationellt pågår också en utveckling av CAD-system] för design och plaggkonstruktion. Tänkbara funktioner hos sådana system skulle bland annat kunna vara plaggkonstruktion med standardiserade mönsterbitar samt optimering av konstruktionerna med avseende på exempelvis tygåtgång, sömnadsarbetets omfattning samt kraven på omställning av maskinerna. Att integrera sådana funktioner med datorstödd gradering är en viktig tänkbar utveckling. CAD-system innebär en mycket stor investering som endast de största företagen har möjlighet att göra. Möjligen finns det utrymme för samarbete mellan de mindre företagen beträffande investeringar i automa-

1 Computer Aided De- sign (CAD) = dator- stödd konstruktion. Även de tidigare be- skrivna systemen för datorstödd mönsterhantering kan betraktas som en form av CAD-system. För en utförlig beskrivning av CAD- och CAM (Com- puter Aided Manufactu- ring)-system inom indu- strin hänvisas till rappor- ten "Datateknik inom verkstadsindustrin — datorstödda konstruk- tions- och tillverknings- system” (SOU 1981:10).

tiserad tillskärning och CAD-system där tekniken är för kostsam för att företagen på egen hand skall kunna skaffa den.

Liksom i många andra branscher syftar automatiseringen inom konfek- tionsindustrin delvis till att minska företagens beroende av yrkesskicklighe- ten hos enskilda anställda, i det här fallet främst sömmerskor. Eftersom så mycket av det tekniska utvecklingsarbetet är inriktat mot de arbetsintensiva sömnadsmomenten torde stora effekter för sysselsättningen vara ofrånkom- liga även om de största effekterna följer av andra faktorer än tekniken. Som framgått av den tidigare beskrivningen är den tekniska kompetensen inom tekoindustrin generellt sett ganska låg. En höjning av den produktionstek- niska standarden torde bland annat förutsätta olika slag av fortbildning av de inom branschen verksamma teknikerna. Ett sådant initiativ har nyligen tagits av institutionen för textilteknologi vid Chalmers tekniska högskola i Göteborg inom vilken man planerar att anordna utbildning med inriktning mot automatiseringsteknik inom tekoindustrin. Utbildningen, som skall ges i samarbete med datatekniskt inriktade institutioner, avses preliminärt beröra områden som datorstödda produktionsstyrsystem, CAD/CAM-system. tillämpningar av mikroelektronik vid automatisering m m. Den första kursen om 10 poäng beräknas komma igång höstterminen 1982.

Enligt SIND”s utredning "Importkonkurrerande hemrnamarknads- industri” (SIND 1979z3) har den svenska tekoindustrin en relativt gynnsam storleksstruktur på de flesta produktområden. Så länge en relativt arbetsin- tensiv produktionsteknik tillämpas är Stordriftsfördelarna av begränsad omfattning. Iden utvecklingstekniska analysen görs bedömningen att om det nuvarande konkurrensläget för svenska konfektionsföretag består, är det troligt att i medeltal två tredjedelar av sömnadsarbetet kommer att vara förlagt utomlands inom en femårsperiod. De företag som har de bästa konkurrensförutsättningarna är dels små företag med stor flexibilitet och små administrativa kostnader, dels företag tillräckligt stora för att systematiskt kunna utnyttja ny teknik och avancerad marknadsföring. En grupp mellanstora företag som också har goda förutsättningar att konkurrera är de som är inriktade mot arbets- och yrkeskläder. På grund av den stabilare efterfrågestrukturen kan dylika företag, även av måttlig storlek. uppnå lönsamma serielängder och en stabil produktion.

6.1. Inledning

Textil- respektive konfektionsindustrin består vardera av en rad delbran- scher med olika tekniska och marknadsmässiga förutsättningar. De fortsatta resonemangen där endast uppdelningen i textil- och konfektionsindustri utnyttjas innebär därför att problem och beskrivningar generaliseras i stor omfattning. Något annat är dock av tids- och utrymmesskäl inte möjligt. Framställningens tyngdpunkt ligger på konfektionsindustrin.

6.2. Branschstruktur

Alltsedan mitten av 1960-talet har den svenska tekoindustrin befunnit sigi ett bekymmersamt läge. Speciellt gäller detta konfektionsdelen. Orsaken är framför allt en ökad importkonkurrens. För många produktslag är import- andelarna så höga som 90 %. Beträffande kläder svarade importen för ca 75 % av den värdemässiga tillförseln på den svenska marknaden 1979. Im- porten från låglöneländer uppgick värdemässigt till mellan 10 och 25 % av den totala importen på olika produktområden.

Produktionsvolymen för den svenska textilindustrin har sjunkit med i genomsnitt en procent per år under den senaste tioårsperioden. Motsvarande siffra för konfektionsindustrin är ca fem procent vilket innebär att produktionsvolymen mer än halverats under perioden. Särskilt utsatta delbranscher har inom textilindustrin varit vävnadsindustri och inom konfektionsindustrin damkonfektion.

Den sjunkande produktionsvolymen har medfört att sysselsättningen minskat avsevärt. Inom textilindustrin minskade antalet arbetsställen med mer än fem anställda med ca 30 % mellan 1970 och 1978 och sysselsättningen med ännu mer. Konfektionsindustrin i stort sett halverades vad beträffar antal arbetsställen och sysselsättning under motsvarande period. Tekoin- dustrin är koncentrerad främst till Älvsborgs län.

Tekoindustrin svarade 1978 för drygt fyra procent av sysselsättningen inom industrin som helhet och för knappt tre procent av det totala förädlingsvär- det.

Tekoindustrins internationella konkurrenskraft bestäms i första hand av det relativt sett höga svenska löneläget. Visserligen ligger produktiviteten i de svenska anläggningarna på en internationellt hög nivå men detta kan

endast kompensera marginellt för skillnaderna i löneläge. Det har också skett en utjämning mellan Sverige och andra industriländeri Västeuropa och lågprisländer ifråga om bl a produktionstekniskt kunnande. produktutform- ning och marknadsföring. Enligt beräkningar för år 1976 skulle den svenska konfektionsindustrin behövt öka produktiviteten med i storleksordningen 10—15 gånger för att få samma medelarbetskostnad på vanliga plagg som konkurrentindustrierna i asiatiska länder.

Under senare år har textilindustrin haft en gynnsammare pro— duktivitetsutveckling än konfektionsindustrin. En av orsakerna till detta är de försörjningsberedskapslån som utgått till den textila basindustrin vilka utnyttjats för att förnya produktionsapparaten. Generellt sett har således den produktionstekniska standarden inom textilindustrin kunnat upprätt- hållas bättre än inom konfektionsindustrin. Den strukturomvandling som skett på textilsidan har lett till att de enheter som finns kvar kan utnyttja existerande stordriftsfördelar och tillämpa en med internationella mått avancerad teknik. Textilindustrin är också mer kapitalintensiv än konfek— tionsindustrin och har sedan länge haft karaktär av processindustri.

Konfektionsindustrin däremot har haft en låg investeringsnivå under 1970-talet betingad av sjunkande produktionsnivå och dålig lönsamhet. Med undantag för ett mindre antal tekniskt avancerade företag med konkurrens— kraftig produktutveckling har en teknisk utarmning av branschen skett. Problemen inom branschen har också lett till svårigheter att rekrytera yrkesutbildad personal på alla nivåer i företagen. Exempelvis har en av orsakerna bakom satsningarna på datorstöd vid gradering (se nästa avsnitt) varit svårigheterna att rekrytera personal till den manuella graderingen. Osäkerheten beträffande branschens framtid har medfört att yrkesutbild- ningens volym skurits ned.

De svenska konfektionsföretagen är i hög grad beroende av den tekniska utveckling som bedrivs hos utländska maskintillverkare. Följden av detta är att man i ringa utsträckning kan påverka den tekniska utvecklingen vilket är speciellt ogynnsamt med tanke på att Sverige är ett höglöneland. Det finns således ett gap mellan tillgänglig teknik och teknik lämpad för korta serier och höga arbetskostnader, d v 5 den svenska konfektionsindustrins förutsätt- ningar.

Enligt industriverkets utredning "Tekoindustrierna — Förutsättningar på kort och lång sikt” (SIND PM 1980116) kan man fram till 1985 räkna med att försäljningen av tekoprodukter på den svenska marknaden utvecklas i något snabbare takt än den privata konsumtionen totalt. Liksom tidigare torde huvuddelen av efterfrågeökningen tillgodoses genom import. De svenska exportmöjligheterna kan bedömas som rätt begränsade. Produktionsvoly- men inom textilindustrin Väntas således minska med knappt en halv procent per år medan en minskning om mer än en procent per år förutses för konfektionsindustrin fram till 1985. Mot bakgrund av sjunkanje produk- tionsvolym och en relativt svag förväntad produktivitetsutvecklirg beräknas sysselsättningen totalt sett inom tekoindustrierna minska från 38 000 anställda 1978 till 29 000 1985. Nedgången av såväl prodetion som sysselsättning väntas därmed inte bli lika snabb som under 1970-talet.

Samhället har under en längre period satt in stödåtgärder av olika slag i tekoindustrin. Sammanlagda stödet 1970—80 har uppgått till ca 1850 Mkr av

vilket huvuddelen, eller närmare 1 200 Mkr. avsett regional— och arbetsmark- nadspolitiskt stöd.

6.3. Användningen av avancerade styrsystemtillämpningar

Textilindustrin

Textilindustrin var en av de allra första branscher som började tillämpa numerisk styrning av maskiner. Det gällde vävstolar med avancerad numerisk styrning i tre dimensioner (förutom längd och bredd också färg). För många av de övriga processerna inom textilberedningen exempelvis färgning, blekning, tvättning, torkning osv finns också datorbaserade styr- system utvecklade. Ett svenskt företag. huvudsakligen inriktat på den internationella marknaden, marknadsför PC-system för såväl avgränsade processer som övervakning och styrning av grupper av maskiner. De senaste systemen tillåter interaktiv programmeringi klartext anpassad till färgarens terminologi.

Vid automatiserad styrning av olika beredningsprocesser kan vinster göras bland annat i följande avseenden:

ökat maskinutnyttjande genom förkortade processtider — jämnare produktkvalitet (mindre nyanser) och minskad råvaru- och energiåtgång genom ökad reproducerbarhet dvs exaktare styrning av sköljtider. temperaturer. vattenmängder etc minskat behov av arbetskraft.

Systemen ger också möjlighet till omfattande uppföljning av processerna. Detta tillsammans med den ökade reproducerbarheten ger underlag för utveckling av processkunskapen. Utökad statistik över avbrott och andra fel kan utnyttjas för att förbättra det förebyggande underhållet. Automatisering av transporter av färgämnen och andra kemikalier innebär minskade miljörisker.

Teoretiska beräkningar ger vid handen att automatisering av färgeripro- cesserna är mycket lönsamt med produktionsökningar per maskin på 10—30 procent och återbetalningstider för systemen på mellan ett och två år. I praktiken beror lönsamheten på en rad faktorer i det enskilda färgeriet exempelvis i vilken utsträckning den existerande maskinparken kan anpassas till automatiserad styrning, teknisk kompetens. arbetsorganisation, maskin- uppställning osv. Mycket av vinsterna vid en väl genomförd automatisering kan ligga i att hela produktionen organiseras mer rationellt.

De svenska textilföretagen har ännu inte börjat tillämpa datorbaserad styrning av de tidigare nämnda beredningsprocesserna i någon större utsträckning. Investeringar i datorbaserad styrning utgör inte någon oöver- komlig kostnad för mindre företag jämfört med traditionell styrutrustning. En orsak till den begränsade spridningen kan vara att många textilföretag förnyade den tekniska utrustningen vid en tidpunkt då datorstödda styrsystem inte var kommersiellt tillgängliga i någon större omfattning. Enligt bedömningar från det ovan nämnda systemleverantörsföretaget brister maskintillverkarnas insikter i automationsområdet vilket kan vara en

1 Att manuellt gradera exempelvis en kavaj kan ta en person omkring tio dagar.

anledning till att de svenska textilföretagen har svårt att införa automatiserad styrning på den existerande maskinparken. Den tekniska utvecklingen inom färgeriautomation går mot lätthanterliga. mindre system för avgränsade

uppgifter. Inom övriga delar av textilindustrin som t ex sömnad av lakan och andra

textilier är automationsgraden relativt hög. På området finns svenska maskintillverkare som specialiserat sig på vissa produktområden. Företagen är relativt små och i hög grad exportinriktade ofta med ett unikt kunnande inom sina specialområden. På spinnerisidan finns system främst för

produktionsuppföljning.

Konfektionsindustrin

Den mest avancerade datortillämpningen inom konfektionsindustrin brukar sammanfattningsvis benämnas datorbaserad mönsterhantering. I denna hantering ingår i stort tre moment:

— Gradering vid vilken grundstorleken omformas till visst antal storlekar genom givna graderingsregler. Läggoptimering som avser den arbetsoperation genom vilken de olika mönsterdetaljerna läggs ut på tyget före tillskärningen så att tygåtgången minimeras (läggbilden eller skärlayouten). — Vid projiceringen överförs läggbilden till tyget genom antingen ritning. vilket utnyttjas vid manuell tillskärning. eller genom numerisk styrinfor- mation vilket sker vid automatisk tillskärning.

Vid fullständig datorbaserad mönsterhantering läses grundstorleken in via ett koordinatbord (digitizer). Därvid definieras mönstrets geometriska karaktäristika som i kombination med motsvarande graderingsregler möj- liggör graderingen. Inläsning av graderingsregler sker också via koordinat- bordet. Efter graderingen lagras de graderade storlekarna i avvaktan på vidare användning. Här finns två möjligheter:

Den datorbaserade mönsterhanteringen avbryts och slutresultatet tas uti form av numeriska styrdata för utskärning av pappmallar i full storlek. — Den datorbaserade mönsterhanteringen vidareutnyttjas genom att mön- sterdetaljerna görs tillgängliga antingen på en grafisk bildskärm för interaktiv generering av läggbilder eller skärs ut i skala l:5 för manuell dito. I det senare fallet återförs resultatet i form av läggpositioner till systemet via koordinatbordet. Vid den interaktiva genereringen av läggbilder beräknar systemet utfallet i tygåtgång för de olika alternativ som operatören bygger upp. Godkända lägg lagras efter kontroll för att vid behov tas ut som numeriska styrdata för rit- eller skärmaskin.

Datorbaserad gradering medför framför allt en större flexibilitet för företagen när det gäller att förändra t ex sortimentet. Manuell gradering är en synnerligen tidsödande processl men är med datorstöd en fråga om minuter. Vid tillverkning av varor med snabba modeväxlingar är denna flexibilitet ett viktigt konkurrensmedel. Dessutom minskar personalbeho- vet. Det är också utrymmesbesparande att lagra mönsterinformation i datorsystemet i stället för i form av skrymmande pappmallar.

i Läggoptimering och automatisk tillskärning syftar framför allt till att minimera tygåtgången. Genomsnittligt kan man räkna med att spillet uppgår till 15 % av tygförbrukningen. Råvarukostnaderna inom konfektionsindu- strin uppgår till omkring 40 % (enligt industristatistiken 1978) varför även små förändringar av tygutnyttjandet har betydelse. Läggoptimering och automatiserad tillskärning kan minska tygförbrukningen med i storleksord- ningen 3—5 procentenheter. Automatiserad tillskärning minskar också personalbehovet.

Utnyttjandet av datorstöd vid mönsterhanteringen har också för den svenska tekoindustrins del motiverats av svårigheter att rekrytera personal till arbetsuppgifter i anslutning till denna hantering.

På marknaden finns för närvarande två amerikanska system för datorstödd mönsterhantering. Systemen anses mycket avancerade men är också dyra. Nio svenska företag har investerat i sådana system varav fem kompletterat med automatiserad tillskärning. Bland annat mot bakgrund av de utländska systemens höga kostnader har STU/SINDI stött utveckling av ett modul- uppbyggt billigare system (exklusive tillskärning) genom projektstöd till ett antal företag. Ett femtiotal företag av olika storlek utnyttjar via servicebyrå delar av detta system. Systemet eller delar därav är åtkomliga för företagen via teleanslutna terminaler där den principiella systemlösningen medger anpassning till varje enskilt företag. Dessa kan alltså själva välja hur mycket de vill investera i utrustning. Kompletterande service fås från servicebyrån. Det är mera valet av områden inom vilket företagen satsar sin kompetens än företagsstorleken som avgör huruvida man utnyttjar servicebyrå eller investerar i egen anläggning för datorstöd.

Beträffande själva sömnadsmomenten och övrig materialhantering finns med några få undantag inga mera avancerade installationer i Sverige. I allmänhet rör det sig om automater för begränsade tillverkningsmoment t ex att sy på ettiketter, kragar eller fickor, göra knapphål etc. Materialet matas för hand och en person övervakar ett antal maskiner, byter tråd osv. System med hög grad av automatisering för produktion av exempelvis byxor eller skjortor finns endast i utlandet där tillverkarna har tillräckligt långa tillverkningsserier för att motivera de omfattande investeringar som krävs. Den tekniska utvecklingen domineras av utländska utrustningsföretag och dessa har hittills huvudsakligen inriktat sitt utvecklingsarbete mot själva symaskinerna där man sökt att göra utrustningen för olika arbetsmoment mera flexibel genom möjligheter till enkel omprogrammering. Sedan en tid har man haft en utveckling mot 5 k integrerade arbetsstationer omfattande maskinenhet, hjälpmedel. drivutrustning och arbetsplatsutformning.

Det höga svenska löneläget har medfört att flera tekoföretag flyttat ut hela eller delar av tillverkningen till andra länder. Detta ställer krav på en effektiv planering av produktionen. Flera företag tillämpar för detta datorstödda system med vilka man snabbt kan kalkylera lämpligaste anläggning för att Ijin Utförligéfe IFÖQViS' producera en viss beställning. En del av de företag som utnyttjar $$$/13.153 223123? datorbaserad mönsterhantering kombinerar detta med sömnad utom-

tel 17 Forskning och lands. utveckling i Sverige.

1 Utvecklingsteknisk analys inom konfektions- industrin — Tekniska möjligheter för den svenska konfektionsin- dustrin. STU-informa— tion nr 165 1980.

2 Ett STU-finansierat projekt med denna in- riktning bedrivs för när- varande på institutionen för textilteknologi vid Chalmers i Göteborg.

6.4. En utvecklingsteknisk analys

På uppdrag av STU har Chalmers tekniska högskola genomfört en utvecklingsteknisk analys inom konfektionsindustrin]. Den har ingått som ett led i planeringen av mera långsiktiga utvecklingsaktiviteteter för konfektionsindustrin efter de relativt kortsiktiga insatserna inom området datorstödd konstruktionsteknik/mönsterhantering. Studiens resultat och förslag till åtgärder refereras kortfattat nedan med tyngdpunkt på sådant som rör utnyttjande av datorstöd vid produktionsstyrning och -planering.

Den bedömning som legat till grund för projektets syfte och inriktning är att den produktionstekniska utvecklingen bör inriktas på de produktionsav— snitt som har de största direkta lönekostnaderna nämligen sömnadsavsnit- ten. Ca 75 % av kostnaderna för direkt lön i den svenska konfektionsindu- strin hänför sig till sömnadsarbetet. Viktigt är att höja automationsgraden inom dessa led med bibehållen eller ökad flexibilitet för att möta kraven på snabba modeförändringar och korta leveranstider.

I studien ingick också en kartläggning av FoU-arbetets inriktning hos de största tillverkarna av sömnadsutrustning i världen. Med utgångspunkt från denna kartläggning finns ingen anledning anta att några mera omvälvande tekniska nyheter kommer att presenteras under de närmaste åren. Enligt företagens bedömningar kan man på längre sikt förvänta viktiga tekniska förändringar inom områdena materialhantering inom och mellan sömnads- stationer, närstyrning av materialet i sömnadsmomenten samt datorbaserade produktionsstyrsystem med stor flexibilitet vad gäller material. arbetsflöde och seriestorlekar.

Enligt studiens slutsatser och rekommendationer för den svenska konfek- tionsindustrins del gäller det framför allt att genom åtgärder av typ branschanpassad arbetsgivaravgift, investeringsstöd, importrestriktioner etc skapa ett andrum för konfektionsbranschen. Andrummet skall utnyttjas för att åstadkomna nödvändiga förbättringar inom olika områden bland annat beträffande den produktionstekniska utvecklingen.

Denna utveckling bör koncentreras till två huvudområden, dels material- hantering i bred bemärkelsez, dels material- och produktionsstyrning. Insatserna bör koncenteras till ”området närmast nålen” därför att relativt små vinster finns att göra beträffande utveckling av själva symaskinen och dessutom saknas svensk kompetens för ett utvecklingsarbete inom detta område. Med ”området närmast nålen” menas exempelvis närstyrning av maskinoperationer (adaptiv styrning av över- och undermatningen vid sömnad) och hantering av plaggdetaljer i anslutning till symaskinen. Utvecklingsarbetet inom de båda huvudområdena ovan avses omfatta olika former av datorstöd exempelvis inom material- och produktionsstyrning utveckling av minidatorbaserade system för ordernedbrytning, materialbe- hovsplanering och beläggningsplanering.

Förslagen kräver nya organisatoriska former för det konfektionstekniska utvecklingsarbetet, bland annat närmare samarbete mellan utrustningsleve- rantörer och användarföretag. Den utvecklingstekniska studien kommer att följas av en djupstudie med teknikvärdering inom datorområdet.

7. Sågverk

7.1. Branschstruktur

Sågverksindustrin upplevde med undantag för åren 1965-67 en i stort sett gynnsam utveckling fram till 1974. En ökad produktion uppnåddes genom att de svenska sågverken lyckades öka försäljningen framför allt på de viktigaste exportmarknaderna. Produktionen av sågade barrträvaror, som helt domi- nerar över lövträproduktionen, ökade från drygt 11 miljoner in3 vid slutet av 1960-talet till ca 14 miljoner m3 1974 då också kapacitetsutnyttjandet var mycket högt. Stigande försäljningspriser och låga råvarukostnader medförde att lönsamheten var god. Bruttomarginalerna för sågverken låg 1974 på omkring 30 % vilket var åtskilligt över genomsnittet för hela tillverknings- industrin.

Den minskade efterfrågan 1974/75 drabbade sågverksindustrin hårt och exporten av sågat barrträ sjönk kraftigt båda dessa år med stora lagerök- ningar som följd. I första hand drabbades exporten från sågverken i södra Sverige medan exportvolymerna från sågverken i Svealand och Norrland påverkades mindre. Orsaken till detta var att sortimentet från sågarna i de södra delarna av landet (konstruktionsvirke) blev mindre konkurrenskraftigt på den internationella marknaden jämfört med snickerivirket som främst produceras vid de norrländska sågarna. Utvecklingen för produktionen, exporten samt tillförseln på den svenska marknaden av sågade trävaror under 1970-talet åskådliggörs i figur 7.1.

Den gynnsamma situationen före 1974 och det höga kapacitetsutnyttjan- det medförde att produktionskapaciteten inom sågverksindustrin byggdes ut kraftigt. Den genomsnittliga kapitalintensiteten. beräknad som kapitalstock- en i fasta priser per anställd. ökade med närmare 15 % per år mellan 1972 och 1976. Detta medförde att kapitalintensiteten inom sågverksindustrin kom att ligga väsentligt över genomsnittet för hela industrin. Kapacitetsutbyggnaden skedde också främst i södra Sverige med ökad konkurrens om råvarutill- gångarna som följd. Utbyggnaden fick fullt genomslag 1976 då kapaciteten vid sågverken kan beräknas ha uppgått till omkring 17 miljoner m-l sågat virke per år. Samtidigt sjönk produktionen till under 12 miljoner m3 per år. Underhand har en neddragning av produktionskapaciteten skett och den beräknades under 1980 uppgå till ungefär 15 miljoner ml per år.

Det låga kapacitetsutnyttjandet åren efter 1974 samt ökande kapitalkost-

Figur 7.1 Produktion, exportl sam! inhemsk tillförsel av sågade barr- lrävaror 1970 -— 1979. Tusentals m-i.

Källa: SCB; SM Iv 197119. 1973217, l975160. l980:5.9.

' Omfattar även hyvlade varor.

1000 m3 14000

13000 12000 11000 Produktion 10000

9000 .0. '.

8000 '

7000 .o" '.. "..... Export 6000 I V .""

, Tillförsel 4000 No” 3000

2000

1 000

! _l— F _T—l l f_l— _l _f— 1970 71 72 73 74 75 76 77 78 79 År

nader medförde att lönsamheten inom sågverken sjönk drastiskt. 1976 uppgick bruttomarginalen endast till omkring 10 %.

Under 1979 och fram till hösten 1980 förbättrades situationen dock något som en följd av ökad efterfrågan med stigande priser. Svårigheter med råvarutillgången, speciellt för sågverken i södra Sverige. medförde dock att produktionen inte ökade nämnvärt. Enligt bedömningar i branschen uppgick den genomsnittliga överkapaciteten inom sågverksindustrin under 1980 till mellan 25 och 30 %.

7.1.2. Företagsstruktur och sysselsättning

De svenska sågverken kan indelas i tre typer med utgångspunkt från produktionsinriktningen:

1. Sågverk som producerar sedvanliga bulksortiment av traditionella dimensioner och kvaliteter. I dessa företag går försäljningen ut på att hos större kunder söka placera en så gynnsam produktmix som möjligt med

hänsyn till den råvara man har. Produktionen sker i stor ut sträckning mot lager.

2. Sågverk som är specialiserade på högfrekventa byggeridimensioner eller vissa byggkomponenter. Sortimentet vid dessa verk är relativt begrän- sat.

3. Sågverk som genom stor flexibilitet kan tillmötesgå olika kunders krav på specialdimensioner och kvaliteter. Produktionsplaneringen utgår från enskilda kunder. Lagertillverkning av standardsortiment är av underord- nad betydelse. Denna inriktning av verksamheten passar bäst för sågverk med en produktion upp till ca 50000 m3/år. Vid större produktion blir den totala driftplaneringen alltför omfattande.

Självfallet finns det ett stort antal sågverk som inte passar in i någon av dessa typer. Huvuddelen av landets sågproduktion kommer från sågverk inom den första gruppen. Av stor betydelse för bedömningen av sågverksindustrins utveckling och möjligheter är dock det faktum att branschen inte är homogen utan består av företag med högst olika förutsättningar och inriktning när det gäller råvara, produktionsteknik, sortiment, marknadsstrategi o s v.

Sågverksindustrin är utpräglat småföretagsdominerad trots en snabb nedläggning av sågar från slutet av 1950-talet. Mellan 1950 och 1973 lades ca 3 500 företrädesvis smål sågverk ner vilket utgjorde närmare hälften av det totala antalet vid periodens början. Enligt de preliminära resultaten av 1979 års sågverksinventering uppgick antalet sågar i drift detta år till knappt 2 500 vilket innebar en minskning med drygt ett tusen enheter jämfört med 1973. Av denna minskning avsåg drygt 950 enheter små sågar. Ännu 1979 hade dock närmare 85 procent av de i drift varande sågverken en produktion som väsentligt understeg 5 000 m3 sågat virke per år. Dessa små sågverk. huvudsakligen s k husbehovssågar med säsongbetonad drift, svarade för cirka 6,5 procent av den totala produktionen. Den ringa betydelsen från produktionssynpunkt utesluter naturligtvis inte att småsågarna kan ha betydelse för den lokala sysselsättningen på vissa orter.

Sågverksindustrins struktur uppvisar vissa regionala olikheter. I Norrland är de större sågarna mer dominerande jämfört med situationen i södra Sverige. De små sågarna är i allmänhet familjeägda sågar som saknar egna råvarutillgångar (köpsågar) medan större sågar ofta ingår i skogsbolag med tillgång till råvara inom företaget.

Sysselsättningen inom sågverksindustrin nådde en topp 1974 men har sedan dess minskat. Sågverksindustrin har stor betydelse för sysselsättningen på ett stort antal enskilda orter i olika delar av landet. främst i glesbygderna. Tabell 7.1 visar produktions- och sysselsättningsutveckling för sågverk och hyvlerier med fem eller fler anställda under 1970-talet.

Tabellen och den tidigare redovisade figuren 7.1 Visar tydligt det kraftiga konjunkturomslaget 1974/75 och den långsamma återhämtning som därefter skett.

1 Med en kapacitet mindre än 5 000 m3 sågat virke per år.

Tabell 7.1 Sysselsättning, salu- och förädlingsvärden i löpande priser samt antal arbetsställen för sågverk och hyvlerier (SNI 331111) under 1970-talet

1970 1972 1974 1975 1976 1977 1978

Antal anställda 24 685 24 372 28 712 26 217 25 773 24 446 23 672 Saluvärde, Mkr 3 274 3 755 7 773 6 103 7 144 7 713 7 963 Förädlingsvärde, Mkr ] 536 1 505 3 587 2 248 2 380 2 408 2 529 Antal arbetsställen 900 820 808 777 738 699 649

Källa: SOS Industri.

7.1.3 lnvesteringsutveckling och kostnadsstruktur

Som nämndes inledningsvis medförde den höga vinstnivån inom sågverksin- dustrin 1973—1974 att kapaciteten byggdes ut kraftigt. Tabell 72 visar investeringsvolymens utveckling under 1970-talet.

Tabell 7.2 Investeringar inom sågverk, hyvlerier och träimpregneringsverk (SNI 33111) |970-79. Mkr, 1975 års

priser 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 l977 1978 1979 Byggnader och anläggningar 81 11] 117 194 248 244 164 118 72 79 Maskiner 172 223 255 375 605 455 380 282 208 244 Summa 253 334 372 569 853 699 544 400 280 323

Källa: SCB, SM F 1980:6.2.

De omfattande investeringarna omkring mitten på 1970-talet. som främst rörde sönderdelningslinjer för klentimmer och efterbearbetningsutrustning. resulterade dels i en kapacitetsutbyggnad, dels i en avsevärd mekanisering och rationalisering. Den potential för ökning av produktiviteten som skapats genom den omfattande investeringsverksamheten har dock ännu inte kunnat realiseras på grund av det låga kapacitetsutnyttjandet. Enligt SCB's investeringsenkät förutses en väsentlig ökning av investeringarna under 1980 och en mera dämpad aktivitet för 1981.

Den helt dominerande kostnadssposten för sågverken är råvaran vilket medför att råvaruutbytet är av mycket stor betydelse för det ekonomiska utfallet. Utbytet minskari allmänhet med ökande sågverksstorlek och beror dessutom av sågtimrets dimension, kvalitet och avsmalning, mekaniserings- graden inom skogsbruket, kvaliteten på postningen m m. Tabell 7.3 redovisar kostnadsstrukturen för sågverk och hyvlerier 1978.

Tabell 7.3 Fördelning på kostnadsslag av redovisade kostnader inom sågverk och hyvlerier (SNI 331111) 1978. Vissa gemensamma kostnader ingår inte

Kostnadsslag Andel % Råvaror 75.4 Bränsle och elenergi 2.9 Löner 18.6 Emballage. transporter m m 3.l

Summa 10(),0

Källa: SOS Industri

Såväl råvaru— som försäljningspriser har ökat mycket kraftigt för sågverken och hyvlerierna under 1970-talet. Producentprisindex för branschen har exempelvis ökat med mer än 300 procent sedan 1972.

Utredningar har visat att det inte finns några markanta skalfördelar för de allra största sågarna (med en årskapacitet överstigande 200000 m3 sågat virke). Samordningsvinster kan dock göras i råvaruhantering. efterbehand- ling och marknadsföring. Stordriftsfördelarna i produktionen motverkas av de ökande kostnader som följer med ett större upptagningsområde för sågtimret. Mindre sågverk har ofta en bättre kontakt med marknaden och genomsnittligt ett högre råvaruutbyte jämfört med de större och mer mekaniserade sågverken. Som en sorts "minsta storlek" som måste uppnås för att åstadkomma en ekonomisk produktion brukar kapaciteten 25 000 m3 sågat virke per år anges.

De minsta sågverken har dock en avgjort ogynnsammare kostnadsbild än övriga företagskategorier åtminstone om man tilllämpar samma krav på avskrivningar och kapitalavkastning. Många husbehovssågar torde dock drivas utan att sådana kalkylkrav tillämpas exempelvis då anläggningen redan kan betraktas som helt avskriven.

7.1.4. Marknads- och efterfrågeförhållanden

Förbrukningen av trävaror avgörs huvudsakligen av bostadsbyggandets omfattning och inriktning. Av den svenska förbrukningen av sågade trävaror räknar man med att 30 till 40 procent går till den träbearbetande industrin medan resten går till områdena "byggnadsverksamhet" och övrigt. Det markant ökade småhusbyggandet i Sverige och andra länder under 1970- talet har således delvis motverkat den nedgång i förbrukningen av sågade trävaror som annars hade följt av den totala nedgången i bostadsbyggan- det.

Den viktigaste exportmarknaden för svensk sågverksindustri är de västeuropeiska länderna. För närvarande bedöms dock de svenska sågver- ken ha relativt begränsade möjligheter att väsentligt öka försäljningen på dessa marknader. Exporten till andra delar av världen har visserligen ökat under 1970-talet men kommer förmodligen att vara mindre betydelsefull från volymsynpunkt under överskådlig tid framöver.

För de svenska sågverkens del har intresset därför kommit att riktas alltmer mot möjligheterna till ökad vidareförädling och ändamålsanpassning

1 Redovisad i promemo— rian Skogsindustrin- nuläge och utvecklings- möjligheter. Ds 1 19795.

av produktionen. Förutsättningen för att åstadkomma detta är att sågverken genom effektivare produktion kan konkurrera med de led som för närvarande utför motsvarande föréidlingsaktiviteter d v s dels distributions- ledet. dels slutanvändarna. Den vidareförädling som hittills kommit till stånd är hyvling av virket vars andel av den totala virkesexporten ökat under senare år.

Främst den del av produktionen som går till den tråanvändande industrin skulle kunna bli föremål för vidareförädling. Man kan skilja på två typer av vidareförädling; dels bearbetning av typen klyvning. hyvling. impregnering eller hållfastighetssortering av bulkprodukter. dels vidareförädling som innebär en gradvis större ändamålsanpassning av produkten till behoven hos en viss bransch. kundkategori eller bestämd kund. De olika slagen av vidareförädling ställer väsentligt skilda krav när det gäller förändringar inom sågverksindustrin och distributionsledet.

Enligt industridepartementets bedömning' är möjligheterna att marknads- föra vidareförädlade trävaror på den svenska marknaden goda. Efterfrågan på högförädlade varor bedöms dock förbli begränsad jämfört med efterfrå- gan på lågförådlade produkter för byggnadsverksamhet och emballageindu- stri. När det gäller exportmarknaderna har statens industriverk. SIND. nyligen genomfört en kartläggning av avsättningsmöjligheterna för olika typer av produkter.

Det kan påpekas att möjligheterna att öka vidareförädlingen vid sågverk med olika produktionsinriktning är en inom branschen livligt diskuterad fråga. Under alla omständigheter torde det dock stå klart att sågverken åtminstone för tiden fram till mitten av 1980-talet måste uppnå lönsamhet huvudsakligen genom tillverkning av bulkvaror.

7.1.5. Utvecklingstendenser

Genom fortsatt rationalisering och nedläggning av produktionsenheter kan sysselsättningen inom sågverksindustrin förväntas fortsätta att minska. Höga råvarupriser kommer att medföra att investeringarna i första hand inriktas mot utbyteshöjande insatser och i andra hand mot kapacitetsökningar. På sikt måste kapaciteten och produktionsnivån (råvarutillgången) bättre anpassas till varandra för att inte ett lågt kapacitetsutnyttjande skall urholka lönsamheten. Den sammanlagda kapaciteten är dock inte något entydigt begrepp eftersom den bland annat påverkas av dimensionerna på den råvara som utnyttjas.

Ökad vidareförädling och kundanpassning av produktionen förutsätter att sågverken kan utveckla nya verksamhetsformer. Exempelvis krävs bättre kunskaper om marknaderna och kundernas behov, särskilt om vidareföräd— lingen riktas mot exportmarknaderna. Formerna för kontakter med kunder- na och distributionsledets uppbyggnad och funktion kan behöva omprövas och utvecklas. En ökad kundanpassning förutsätter mera avancerade system för produktionsplanering. Specialisering och vidareförädling kan kräva nya former av samarbete mellan sågverken för att garantera kunderna leverans- säkerhet. Ökade satsningar på forskning och utveckling är också av stor betydelse.

Från industriverkets sida har föreslagits att sågverken införlivas i det

pågående branschprogrammet för den träbearbetande industrin. I ett branschprogram skulle då ingå utbildningsinsatser. struktur- och omställ- ningsstöd samt bidrag till exportfrämjande åtgärder av i första hand marknadskartläggande karaktär. Verkets insatser hittills har främst gällt att kartlägga förutsättningarna för ett ökat samarbete mellan sågverken och deras kunder när det gäller vidareförädling samt att finna nya former för att stimulera ett sådant samarbete. Ett led i detta arbete har varit en kartläggning av de svenska sågverkens utrustning. kapacitet och leverans- möjligheter. Som tidigare nämnts har industriverket också bedrivit en omvärldsanalys för att kartlägga exportmöjligheterna för den svenska sågverksindustrin. När det gäller samhälleliga åtgärder av andra slag är det främst tillgången på råvara som är aktuell. Sedan flera år görs en särskild prövning vid varje utbyggnad av den skogsbaserade industrin.

Iden analys av sågverksindustrins problem som på industridepartementets uppdrag utförts av direktör Johan Åkerman belyses bland annat behovet av statliga strukturåtgärder för sågverksindustrin. Sammanfattningsvis kan sägas att enligt utredaren bör ambitionsgraden hos ett sådant program vara måttligt och basera sig på en uppmuntran av frivilliga åtgärder siktande mot ett ökat samarbete mellan sågverken. På grund av de olika förutsättningarna i olika delar av landet och möjligheterna att samla in information bör ett program för att underlätta branschens strukturomvandling vara regionalt baserat.

Enligt uppgift har cirka 120 offentliga och andra utredningar med anknytning till sågverksindustrin producerats under de senaste tio åren (d v s i genomsnitt en per månad). Det torde inte vara någon överdrift att påstå att det omfattande utredningsarbete som nedlagts hittills avsatt tämligen begränsade resultat. De åtgärder som vidtagits av olika myndigheter har inte heller samordnats i någon större utsträckning. En av förklaringarna till detta kan vara att de åtgärder som föreslagits i olika utredningar inte i tillräcklig utsträckning utgått från de skilda förutsättningar som föreligger för olika kategorier av sågverk. Därigenom har förslagen inte heller fått erforderlig anslutning från företagen i branschen,

7.2. Användningen av avancerade styrsystem inom såg- verksindustrin

7.2.1. Inledning

Som ett underlag för den fortsatta framställningen skall först ges en mycket översiktlig beskrivning av bearbetningsprocessen vid ett sågverk. Framställ- ningen bygger till stor del på ett motsvarande avsnitt i industriverkets utredning ”Sågverksindustri och skivindustri”. SIND 197727. Figur 7.2 visar de olika processtegen.

Redan i skogen kapas trädstammarna. apteras, så att sågtimret (grova. raka delar) skiljs från massaveden (klena stammar och toppar).

Råvaruhanteringen vid ett sågverk omfattar inmäming, vanligen sortering efter trädslag och dimension samt barkning. Inmätningen eller vederlags- mätningen utförs av personal från den oberoende virkesmätningsföreningen

Timmer- ) leverans

Bark

Figur 7. 2 Sågverkets processteg.

Källa: Sågverksindustri och skivindustri. SIND 197717.

Figur 7.3 Grundläggande begrepp [ sönderdelnings— processen.

Källa: SIND.

Råvaruhantering. barkning

Råsortering. ströläggning

Sönderdel— ning

Flis Spån

Silos för biprodukter

Torkning

bark som bränsle

Biprodukter Justering, sortering, paketering

Ev vidare— förädling För'adlade produkter

Sågat virke

L Leverans ti!l köpare j

och syftar till att ge underlag för betalningen till råvaruleverantören. Dimensionssortering av timret före sågningen sker vid de flesta större sågverken. Syftet med denna är att minska behovet av omställning av sågmaskinerna mellan stockarna. Detta är nödvändigt i såglinjer där sådan omställning fordrar avbrott i sågningen. En del såglinjer kan visserligen ställas om mellan stockarna men kapaciteten blir högre om timret först sorteras efter dimension. Inmätning och sortering av timret sker numera vid de flesta större och medelstora sågverk med hjälp av halv- eller helautoma- tiska mikro- eller minidatorbaserade mätningssystem. Den automatiska inmätningen kan kompletteras av operatör.

Barkning skedde tidigare i skogen. men har överflyttats till sågverken där barken ofta används vid eldning av panncentraler för virkets torkning.

Innebörden av vissa begrepp vid sågningen. vanligen kallad sönderdel— ningen, förklaras i figur 7.3.

BIOCK Centrumutbyte (till räsort.) | | Sidobräda ,. Sidobräda (till

(till kantverk) kantverk) Bake (huggs Bake (huggs till flis) til' flis)

Sönderdelning av stock i stock- Sönderdelning av block i tagande sönderdelningsmaskin. blocktagande sönderdelnings— ofta benämnd kantsäg. maskin, ofta benämnd delnings-

säg.

Ställbara klingor ix Bråda (till räsortering)

, Ribb (huggs nu flis)

Kantning av sidobräder i kantverk

I såghuset organiseras söderdelningsmaskinerna i en eller flera såglinjer. som var och en består av en eller flera sågmaskiner. Utvecklingen av maskinsystemen har inneburit att kombinationer av olika maskiner blivit vanliga. Man kan skilja mellan tre huvudtyper av sågmaskiner nämligen cirkelsågar, ramsågar och bandsågar. Omställning av en ramsågmaskin kräver, i motsats till de två andra sågtyperna. att sågningen avbryts. Under de senaste åren har ramsågverkens andel av den totala produktionen minskat medan cirkelsågarnas och bandsågarnas andel ökat. Samtliga sönderdel- ningsmetoder förekommer dock fortfarande i nybyggda sågverk.

En annan typ av maskin är som planreduceraren som består av två vertikala, mot varandra stående skivor med huggknivar. Skivorna är inställda för önskad blockbredd. Dessa skivor fräser bort stockens sidor så att ett block blir kvar. Allt sidomaterial utanför blocket blir till flis. På senare år har 5 k klentimmer/[mer med två efter varandra stående planreducerare byggts. Efter att ha passerat den första maskinen vänds stocken på sidan och blir efter att ha passerat den andra maskinen ett block. som därefter kan delas av en eller flera cirkelklingor. Planreducerarens konstruktion möjliggör automatisk inmatning och hög arbetshastighet. En eller flera planreducerare kan kombineras med cirkel— eller bandsågar till olika typer av sönderdel- ningslinjer.

För att slippa dimensionera sönderdelningsmaskinerna efter stockarnas största rotdiameter inleds sönderdelningsprocessen ofta med en rundredu- cerare som ”svarvar” bort eventuella rotansvällningar.

Bedömningen av hur stockarna skall sågas och inställningen av sågmaski- nerna kallas postning. Den kan ske för varje dimension av stockar eller för varje stock individuellt. Val av klassgränser samt antal klasser vid dimensionssortering av timret, val av postning samt frekvensen för post- ningsbyten är med varandra sammanhängande överväganden där hänsyn måste tas till en rad faktorer på såväl råvaru- som marknadssidan för att ett maximalt råvaruutbyte skall uppnås. Systemen för postning varierar mellan erfarenhetsmässig postning för maximalt volymutbyte och datorbaserade system som även tar hänsyn till försäljningssituation och prisstrukturen på marknaden för olika dimensioner och kvaliteter. Postningen och den efterföljande inriktningen av stockarna i sågmaskinen avgör i hög grad volymutbytet av råvaran. Viss betydelse har också snittvidden (spån är den minst värdefulla biprodukten) vilken varierar mellan olika typer av sågmaskiner. Denna skillnad blir dock allt mindre.

Sidobräder från kant- och delningssåg hanteras i kantverk. Kantverket har två ställbara klingor med vars hjälp de sneda kanterna (vankanten) på sidobräderna avlägsnas. Numera kombineras klingorna ofta med huggverk- tyg för direkthuggning av ribb till flis. Inställning av klingor och inriktning av bräder kan ske manuellt eller, som i de modernaste verken, helt automatiskt med hjälp av olika datorbaserade optimeringsmodeller.

Efter sönderdelning och kantning råsorteras virket efter bredd och tjocklek samt staplas till 5 k torkpaket. Vid sågverk som inte dimensions- sorterar timret före sönderdelningen blir råsorteringen och kraven på investeringar i utrustning för denna process i gengäld av större omfattning. Automatiserade system för råsortering förekommer i stor utsträckning.

Torkning, som därefter vidtar, sker vid större sågverk vanligen i

uppvärmda torkanläggningar medan friluftstorkning fortfarande förekom- mer vid mindre sågverk sommartid (10—15 procent av den totala produktio- nen torkas i öppna brädgårdar). Fördelen med artificiell torkning är att torktiden förkortas, vilket medför att mindre kapital behöver bindas i lager under torkning. Värmen till torkanläggningarna fås vanligen från egen panncentral som eldas med bark, spån eller olja.

Efter torkningen, som kan medföra skador och kvalitetsförluster, sorteras virket efter kvalitet och kapas till önskad längd. Dessa operationer sker i moderna sågverk i s k justerverk med olika inslag av automatik och datorstöd. I alltfler sågverk görs råsortering och justering i ett sammanhang. Detta gäller främst små timmerdimensioner. Det justerade virket läggs i paket, pressas och bandas och är sedan färdigt för leverans.

Sammanfattningsvis kan sägas att den teknik som utnyttjas vid sågverken i sig är rätt gammal. De nya teknikerna är främst reducerarna (planreduce— rare, rundreducerare och reducerkantverk) samt datorstödd automatiserad inläggning. Det senare utnyttjas främst i automatkantverken och har helt nyligen börjat utnyttjas i blocktagande maskiner. Vad som skett genom den tekniska utvecklingen under senare år är främst en ökad automatisering och mekanisering av transporter och timmerhantering. Olika slag av maskiner har kombinerats till mer integrerade bearbetningslinjer med högre kapacitet. Genom mekaniseringen har många tunga arbeten och svåra arbetsmiljöer avskaffats. Nedläggningen av små sågverk har också delvis betingats av att dessa inte kunnat svara upp mot de ökade miljökraven. Allmänt kan sägas att utvecklingen resulterat i en betydligt höjd produktivitet men att råvaruut- nyttjandet totalt sett påverkats i mindre utsträckning.

Enligt sågverksinventeringarna förbrukades 1.99 m3 råvara fub (fast mått under bark) per m3 sågad färdig vara 1973. Motsvarande råvaruförbrukning 1979 var 1.97 m3 vilket innebär att råvaruutnyttjandet förbättrats med i storleksordningen en procent. Sågverken anses från snävt teknisk synpunkt ha goda förutsättningar att utvecklas till en modern högautomatiserad processindustri. I en sådan utveckling spelar datorbaserade system för produktions- och processtyrning en central roll.

7.2.2. Datorstödets inriktning

7.2.2.1 Krav på styrning

De styrsystem som finns på olika nivåer i ett Sågverks produktionsprocess har självfallet olika syften. För det första kan man tala om sådan styrning som syftar till att maximera det volyms- och kvalitetsmässiga utbytet av en viss råvara i olika tillverkningsled. Detta kan ske genom bättre system för kvalitetsklassning, högre precision vid inläggning och sönderdelning. mini- mering av torkförluster etc. Med de allt starkare kraven på marknadsan- passning, förändringar i råvarans kvalitet och struktur o s v är det dock inte tillräckligt att bara maximera det volymmässiga utbytet. Genom att också ta hänsyn till aktuellt lager— och orderläge, prisstrukturen samt andra mark- nadsbetingelser söker man optimera det ekonomiska utbytet i olika processled. Som den mest avancerade styrningen kommer därefter en samordning av de olika processleden för att åstadkomma en ekonomisk optimering av hela processen. I en sådan optimering ingår då inte bara

utbytet av råvaran utan också kapacitetsutnyttjandet, storleken av kapital bundet i lager av timmer och sågad vara 0 s v.

Idet följande beskrivs hur datorstöd utnyttjas dels i avgränsade styrsystem för enskilda processled, dels i övergripande system för planering, övervak- ning och uppföljning av hela sågverksprocessen. Redogörelsen hänför sig till tillämpningar som redan finns installerade i industrin.

7.2.2.2 Datorstödda system för enskilda processled Mätgivare

En förutsättning för automatisering av de olika processleden inom sågverks- industrin är tillgång till mätgivare som kan mäta olika storleks- och kvalitetsvariabler hos råvaran eller produkten under arbete och överföra dessa värden till digital form. De metoder som finns idag, baserade på beröringsfri uppmätning, kan indelas i tre huvudgrupper:

— konturmätning ytreflexionsmätning genomstrålning.

Konturmiirning innebär formbeskrivning via längd— eller tvärtransport av mätobjektet genom en eller flera givare, ofta kombinerade med s k pulsräknare. Mätningen kan ske genom brytning av ljusstrålar eller skuggmätning.

Ytreflexionsmäming innebär belysning av mätobjektet samt återspegling av ljuskontraster till en detektor eller kamera som omvandlar reflekterat ljus till elektroniska signaler, lämpliga för datorbehandling. Ytreflexionsmätning ger information om både form och ytegenskapcr.

Genomsrrålning med hjälp av ultraljud eller röntgen ger information om såväl inre kvalitetsegenskaper som yttre form. Laserstrålning, en teknik som i detta sammanhang ännu befinner sig på försöksstadiet. har både ytreflexions- och genomlysningseffekt på själva trädfibercellen vilket även ger indirekt information om vissa kvalitetsegenskaper.

Det finns en rad olika typer av givare för överföring av fysiska värden till elektroniska signaler. Förutom konventionella ljuskällor av typ glödlampor utnyttjas även rasterljus. infrarött ljus, laser, ultraljud och röntgen.

För timmersortering i diameterklasser samt vid rundstocksinläggning används ofta vanliga lampor eller laser som givare. Skall hänsyn tas även till kvalitetsegenskaper vid timmersortering fordras givare av typen ultraljud eller röntgen (gammastrålning). Här har röntgenalternativet visat sig vara mera praktiskt framkomligt än ultraljud. Kvalitetsbedömning med hjälp av röntgen är dock ännu inte en etablerad teknik. Vid inmätning och datoroptimering av centrumblock och bräder kan samtliga av de tidigare nämnda givartyperna komma till användning och baseras då på mätprinci- perna kontur- eller ytreflexionsmätning.

Inmätning samt timmersortering och -hantering

En första uppkapning av virket sker som nämnts redan i skogen vid fällningen. den s k apteringen. I framtiden kan man tänka sig att datorstödda optimeringssystem för kund- och ändamålsanpassad aptering kommer att

l Ännu finns ingen mät- givare som kan skilja på gran och tall.

utnyttjas. För närvarande saknas dock mätgivare anpassade till denna typ av tillämpning.

För inmätningen och sorteringen av sågtimret vid sågverket finns sedan länge automatiserade, datorstödda system. Beskrivningen i det följande hänför sig inte till något bestämt system utan anger allmänt för vilka funktioner datorstöd hittills kommit att användas när det gäller timmermät— ning och sortering.

Vanligen måts längd. minsta diameter. konicitet etc för varje stock automatiskt. Värdena kan korrigeras och kompletteras av operatören via tryckknappsterminal. Kompletteringarna kan gälla exempelvis trädslag'. barktyp, barktjocklek, kvalitet etc. Därefter tilldelas varje stock en viss sågningsklass. En långt gående dimensionssortering medför som nämnts mindre krav på omställning av sågarna och vice versa. För sågverket gäller det alltså att utifrån bland annat sågutrustningen och kostnaderna för omställningar. råvarustruktur samt sorterings— och hanteringskostnader välja klassgränserna så att det ekonomiska utbytet maximeras.

Efter valet av sågklass styrs stockarna automatiskt till rätt sorteringsfack. Vanligtvis finns automatiserad övervakning av fyllnadsgraden i facken samt facktömningen. Då ett fack är fullt buntas timret automatiskt för eventuell mellanlagring på land eller i vatten före sågningen.

Datorstöd är också en förutsättning för timmersortering med hjälp av röntgenanalys. Den viktigaste funktionen för detta slag av utrustning är att man kan dimensionsmäta under bark. Första anläggningen av detta slag i Sverige finns installerad vid Stora Kopparbergs sågverk i Ljusne, Alasågen. Investeringskostnaden uppgick till 1.6 miljoner kronor vilket var drygt en miljon mer än motsvarande konventionell inmätningsutrustning med foto- celler.

Genom röntgenanalys avslöjas sprickor. röta och kvistar i sågtimret vilket kan ligga till grund för en automatiserad kvalitetsbedömning förutom den konventionella kvantitativa beräkningen. Ännu så länge finns dock varken optimeringsmodeller eller programvara utvecklade för denna typ av automa— tiserad kvalitetsbedömning.

Vid inmätningen och dimensionssorteringen genereras således en mängd data om råvarustrukturen. I varje inmätningssystem ingår vanligen rutiner som beräknar sammanlagd timmervolym. genomsnittlig längd, volym. konicitet samt antal stockar per sorteringsdimension etc. Säsongvariationer- na i skogsavverkningen medför att stora buffertlager tidvis byggs upp vid sågverken. Detta i sin tur innebär att informationen från inmätningen bara kan utnyttjas för att beskriva råvarustrukturen för långa tidsperioder (på årsbasis). Om man. för att följa upp utbytet. vill veta vilken råvara som har sågats exempelvis under ett visst skift eller en viss dag måste en ny mätning ske före sågningen. För att lösa detta problem har individuell märkning av stockarna diskuterats. Sådana system skulle i första hand kunna utnyttjas vid mindre sågverk men ställer stora krav på investeringar i utrustning. Hur information om råvaran på årsbasis utnyttjas för datorstödd produktionspla- nering berörs i avsnitt 7.2.2.3.

Postningsstöd, inläggning och sågstyrning

Vid postningen bestäms det volyms- och kvalitetsmässiga utbytet av sönderdelningen. Postningen kan göras individuellt för varje stock eller för varje timmerklass (dimension).

Datorstödda system för val av postning för individuella stockar presenterar vanligen ett antal olika postningsalternativ för operatören. Denne kan välja ett av alternativen eller ange ett eget alternativ, eventuellt i samband med att ytterligare information om råvaran tillförs systemet via tangentbord eller motsvarande. Systemet beräknar i sådana fall utbytet även för det av operatören angivna postningsalternativet.

Utbytesberäkningen för olika postningsalternativ görs med hjälp av en sönderdelningsmodell. I enklare varianter beräknas utbytet för olika postningsgrupper i förväg och läggs i ett register. Datorn beräknar sedan lämpliga postningsalternativ för aktuell stock genom att göra jämförelser i detta utbytesregister.

Då individuell postning av stockarna inte tillämpas bestämmer man istället i förväg vilken postning som skall utnyttjas för den aktuella dimensionsklas— sen. För detta finns datorstödda simuleringsmodeller utvecklade där man utifrån råvarusammansättningen i varje dimensionsklass kan beräkna utbytet för olika postningsalternativ (se vidare avsnitt 7.2.2.3). Sådana beräkningar måste då göras på information från inmätningen eller andra uppgifter om råvarustrukturen.

lndata till systemen för postningsstöd består av stockdata (toppdiameter, avsmalning, längd etc) samt annan information beroende på ambitionsnivån i Utbytesberäkningen. Fyra nivåer kan urskiljas:

1) att beräkna högsta volymutbytet med hänsyn till en varierande mängd uppgifter om stocken. 2) att dessutom ha hänsyn till priser eftersom högsta volymutbyte inte nödvändigtvis medför högsta ekonomiska utbyte. 3) att förutom 1) och 2) ta hänsyn till vissa produktionsramar, d v 5 Vilka begränsningar som råder för avsättningen av aktuella dimensioner (marknadsstyrt, kan även gälla kundönskemål om speciella längder). 4) att förutom ovanstående ta hänsyn till beläggning i olika produktionsled och rörliga kostnader i sågverket.

De mest avancerade systemen idag ”befinner sig" ungefär på nivå 3) enligt ovan. Den information som operatören får vid val av postning av individuella stockar varierar med ambitionsnivån på systemet. Som minst anges dock volymutfallet. Då operatören anger det slutliga valet av postning sker vanligen en automatisk omställning av sågklingorna.

Systemen för postningsstöd beräknar det teoretiskt "bästa” utbytet. Det faktiska utbytet beror i hög grad på den inläggningsutrustning som utnyttjas. För närvarande sker inriktningen av stockarna huvudsakligen manuellt med hjälp av riktljus och andra system. Under de senaste åren har dock datorstödda system för automatisk inläggning och inriktning i blocktagande maskiner utvecklats såväl i Sverige som utomlands. Den svenskurvecklade blockoptimeraren, som tagits fram av Kockums Industri AB, bygger på samma principer som kantautomaterna (se nedan).

Automatiserad inläggning och inriktning av stockar är ett svårlöst problem bland annat därför att utbytet påverkas av hur krokiga stockar roteras vid sönderdelningen.

I det totala ekonomiska utbytet ingår också omställningskostnaden i samband med postningsbyten. Vinsten vid bättre postning måste minst täcka de kostnader i form av lägre kapacitetsutnyttjande som uppstår vid tidskrävande omställningar av sågutrustningen. En alltför tidskrävande procedur för val av postningsalternativ kan också dra ner produktionstak— ten.

Kantautomaten

Vid sönderdelning av en stock fås dels plank (centrumutbytet), dels bräder (sidoutbytet). I runda tal utgör sidoutbytet 20—30 procent av den totala volymen och det genomgår som nämnts en kantningsprocess där den sneda sidan (vankanten) fräses eller sågas bort. Datorbaserade, automatiska maskiner för detta ändamål har utvecklats av tre svenska utrustningsleveran— törer och flera utländska. Man kan säga att kantningen är det processavsnitt inom vilket utvecklingen mot datorbaserad optimering och styrning hunnit längst. Nedan följer en mycket kortfattad beskrivning av de system som levereras av svenska företag.

Saab-Tement AB (dotterföretag till Saab—Scania) har hittills utvecklat två generationer kantautomater. I den första generationen omfattar mekanik- delen tre funktioner; inmatning, mätning och inriktning. Elektronikdelen omfattar mätdel, beräkningsdel och styrdel. Mätningen sker med ett optiskt - elektroniskt system. Genom snedställd belysning får man tydligt markerade övergångar mellan sågyta och vankant. Brädans bredd mäts på ett stort antal ställen med hög noggrannhet. Beräkningsdelen tar hand om mätinformatio- nen och bestämmer - med hjälp av inställda regler - bästa ekonomiska utbyte. Instruktioner för inläggningen matas ut över styrdelen till den mekaniska inriktningen. Med servocylindrar placeras brädan i bestämt läge relativt kantverket. Biten fixeras och matas sedan in i det automatiskt inställda kantverket.

Ny eller ändrad information angående priser och kantningsregler kan tillföras systemet via skrivmaskinterminal. Därigenom kan exempelvis vissa dimensioner prioriteras. Operatören kan också via tryckknappspanel ange kvalitet för olika bräder.

Systemet är förberett för anslutning till överordnat datorsystem för till exempel produktionsuppföljning eller planering. Kantautomaten kan arbeta med såväl fräskantverk som konventionella kantverk.

Den nya generationen har ett mera avancerat system för bestämning av tjocklek (tidigare mekanisk) och vankant (profilmätning i stället för skuggmätning). Även automatiserad kvalitetsbestämning ingår. Mättekni- ken är vidare mera okänslig för störningar i miljön än tidigare version. Från företaget framhålls att det nya automatkantverket även innehåller automa- tiserade funktioner för testning och felsökning vilket sägs utgöra kraftfulla hjälpmedel vid intrimning och underhåll av systemet.

Den av Kockums Industri AB utvecklade kantautomaten skiljer sig från Saab-Tements bland annat genom att mätningen sker med hjälp av infrarött

ljus. Måtproceduren tillåter att vankanterna kan ligga antingen upp eller ner. De två systemen erbjuder ungefär samma möjligheter till olika typer av optimering vid beräkning av brädornas dimension.

I Iggesunds kantautomat Optiedger görs. liksom i Saab-Tements automat av andra generationen. en kvalitetsvärdering av varje bräda genom att kameror registrerar kvistar, blånader och andra detaljer förutom vankan- terna. Ibörjan av 1980 övertog Kockums Industri AB rätten att tillverka och marknaisföra Iggesunds system Optiedger.

Vid automatisk kantning genereras en mängd information om produkter- na. FÖS närvarande utnyttjas denna information inte i någon större utsträckning eftersom de kantade bräderna vid råsorteringen "läggs på hög" tillsammans med de plank som kommer direkt från sönderdelningen. Arbete pågår dock för att utveckla system för att bättre utnyttja informationen från kantningen i den fortsatta hanteringen av brädorna.

Råsortcring och torkning

Råsorteringen sker för närvarande till stor del automatiskt med mekanisk dimensionsmätning.

För torkstyrning finns inte några mer avancerade datorstödda system utvecklade. Vanligen är det fråga om rätt enkla tilllämpningar där elektronik utnyttjas för att styra temperatur och fuktighet i torkarna efter ett förutbestämt mönster. Adaptiva system finns inte.

Enligt vissa uppskattningar är torkförlusterna en av de viktigaste faktorerna när det gäller råvarutbytet inom sågverksindustrin. Inom Svenska Träforskningsinstitutet, STFI, gör man bedömningen att torkningens kvalitet i första hand kan påverkas genom att existerande kunskap om torkprocessen tilllämpas i större omfattning och genom investeringar i torkutrustning av högre kvalitet. Utveckling av mer avancerade datorstödda system för torkstyrning är följdaktligen inte en avgörande fråga i samman- hanget.

Justering och sortering

Justering/slutsortering är den sista delen av sågningsprocessen. Nedanståen- de sammanställning anger i vilken utsträckning de olika momenten kan automatiseras och om de kräver bemanning (B) eller om det räcker med övervakning (Ö).

Delmoment Automatiseringsgrad Personalbehov 1. Avströning Automatisk styrning Ö 2. Frammatning Automatisk styrning Ö 3. Fördelning på Automatisk styrning Ö olika operatörer 4. Rotkapning Manuellt B 5. Toppkapning Manuellt (datorstöd) B 6. Kvalitetssortering Manuellt B 7. Fackadressering Automatisk styrning Ö

SOU 1981:11 8. Facktömning Automatisk styrning Ö med transport 9. Paketläggning Automatisk styrning Ö 10. Paketering Manuell betjäning B emballering

Källa: R. Palm, STFI. Föredrag vid Dator/Såg - konferensen november 1979.

Flera system för datorstödd toppkapning (klamparstöd) finns på markna- den. De fungerar i allmänhet så att systemen räknar ut det ekonomiska värdet av olika kapningsalternativ med utgångspunkt från kvalitetsangivelser från operatören och aktuella prislistor. I cirka 80 % av fallen är det bästa alternativet självklart medan datorstöd utnyttjas för resterande 20 % av bedömningarna.

Det finska företaget Plan-Sell har utvecklat ett system för automatisk kvalitetsregistrering i samband med justeringen. Mätningen görs i ett system med fyra kameror som registrerar alla sidorna på brädan och i ett kompletterande system som ger information om fiberstörning, fuktighet och kvisttyp. Den första anläggningen med denna utrustning har installerades under 1980. Automatisk sortering av trävaror bedöms ha en mycket stor ekonomisk potential. Också i Sverige bedrivs forskning och utveckling inom detta område, bland annat vid några av de företag som levererar sågverksutrust- ning samt inom ramen för projektet SYDAT (seende datorer) på institutio- nen för elektronisk mätteknik på Tekniska högskolan i Stockholm (KTH). Ett av problemen i sammanhanget är bland annat att automatisk sortering kräver mycket stora datamängder och stor noggranhet i de mätningar som görs med kamerautrustningen. Den stora fördelen med automatiserad sortering ligger inte bara i att sorteringen blir säkrare utan framför allt i att produkterna kan ändamålssorteras efter flera olika variabler. Varje bräda kan sorteras efter de krav som kommer att ställas på den vid slutanvänd- ningen. Några av de tekniska och marknadsmässiga problemen i samband med automatisk sortering berörs längre fram i avsnitt 7.5.

När dessa problem lösts kan de manuella uppgifterna vid justering/ sortering reduceras till övervakning.

7.2.2.3 Övergripande system

Informations- och driftsuppföljningssystem.

De datorbaserade system för sågverksadministration som finns installerade idag är huvudsakligen inriktade mot uppföljning och övervakning. Huvud— delen av de i systemen ingående funktionerna är av administativ karaktär varför de faller utom ramen för denna studie. Ett av de system som finns på den svenska marknaden är P-såg, utvecklat inom SCA. För att ge en uppfattning om de olika funktioner som ingår i ett driftuppföljningssystem berörs systemet P-såg något nedan.

P-såg är ett minidatorbaserat system med huvudsaklig uppgift att

* sammanställa och presentera (automatiskt eller på beställning) ett antal rapporter som utgör underlag för produktionsstyrningen av sågverket. lndata till systemet kan hämtas automatiskt från vissa processavsnitt såsom sorteringen och kantverken eller föras in manuellt via terminal. Rapporter- na, som kan ges med olika tidshorisont, täcker följande områden:

— utbyte för olika postningar — tillverkning — lagervolym (gäller obarkade land- och sjölager, sorterade barkade lager, ströat virke och justerat virke)

— stoppstatistik

— måttkontroll i form av tjockleks— och breddkontroll av sidobräder — avvikelser från uppsatta börvärden.

Operatörskommunikationen sker via bildskärmar eller skrivmaskiner. I systemet ingår rutiner för automatisk stoppregistrering och larm, det senare exempelvis för tjockleks— och breddfel i kantverk respektive råsortering. Vidare omfattar P—såg även ett planeringsprogram för timmerintag till såghus, avsett att vara ett hjälpmedel för förmannen för att ge optimalt utnyttjande av anläggningen. Programmet ger förmannen förslag till vilka timmerklasser som skall sågas under nästa pass baserade på produktions— och orderläget.

En av de största svårigheterna när det gäller att vidareutveckla systemen för produktionsövervakning. uppföljning och styrning i sågverken är att förse systemen med indata av erforderlig omfattning och kvalitet. För närvarande saknas i stor utsträckning tillförlitliga och tillräckligt snabba metoder för att mäta produktflödet i olika processled. Metoderna för att följa upp och styra olika maskinenheter är inte heller speciellt utvecklade. Tidigare nämndes också att metoderna för timmerlagring vid sågverken innebär att informa- tionen från inmätning och sortering inte kan utnyttjas för att följa upp råvaruförbrukningen på kort sikt.

Det skulle här föra för långt att närmare gå in på alla de typer av beslut på lång och kort sikt för vilka ett informations— och driftuppföljningssystem lämnar underlag. Bland de mera övergripande målen kan dock nämnas att ge underlag för långsiktiga överväganden om exempelvis:

— råvaruanskaffning — försäljningspolitik -— val av maskinutrustning.

Överväganden på medellång sikt kan exempelvis omfatta:

— val av klassgränser — val av postning — val av mått på den sågade varan — utbildning — underhållsplanering.

På kort sikt är den viktigaste funktionen kontrollfunktioner av typ

måttkontroll — avbrottskontroll

kapacitetskontroll — utbyteskontroll.

Dessutom kan systemen ge underlag för styrning av maskinhastighetcr etc.

Avslutningsvis kan nämnas att en ökad orderstyrning (kundanpassning) vid ett sågverk i mycket är ett informationsproblem i den meningen att man i styrningen av produktionen måste ta hänsyn till en stor och komplex mängd information om råvarutillgången. produktionen. lagersituationen och order— läget. Datorstödda styrsystem kan därför utgöra kraftfulla hjälpmedel för att uppnå en högre grad av marknads- och kundanpassning.

Optimeringssystern och simuleringsmodeller.

Av tidigare avsnitt har framgått att åtskilliga datorstödda system finns utvecklade för optimering av olika delprocesser i sågverken. Allmänt bedöms en övergripande styrning av sågverksprocessen. där en total optimering görs, kunna innebära stora ekonomiska vinster. En sådan övergripande styrning skulle framför allt sikta till bättre utnyttjande av råvaran, högre kapacitetsutnyttjande, mindre kapitalbindningi lager samt en ökad marknadsanpassning. Det senare är särskilt betydelsefullt med tanke på att en ökad vidareförädling och kundanpassning bedöms kunna kompen- sera sågverken för de begränsningar beträffande produktionsvolymen som följer av bristande tillgång på råvara.

Inom Svenska Träforskningsinstitutet har under 1970—talet utvecklats tre datormodeller för planering i sågverk nämligen en sönderdelningsmodell (SMODELL), en planeringsmodell (PMODELL) och en flödesmodell (FMODELL). Modellerna är inbördes beroende och avser att ge problem- lösningar som kan struktureras i följande kategorier:

— råvaruanskaffning — produktion försäljning.

Planeringsmodellen beräknar en plan för råvaruanskaffning, sågning och försäljning medan flödesmodellen räknar ut en viss såganläggnings produk- tionskapacitet vid viss timmersammansättning, sortering och sågningsstrate- gi m m.

Rätten att kommersiellt exploatera den sönderdelningsmodell som utvecklats inom STFI har sålts till Skogsbrukets Datacentral (SDC) och till Control Data AB. En av de begränsande faktorerna när det gäller tillämpningen av STFI”s modeller är de omfattande kraven på indata. För närvarande förekommer inte någon automatisk insamling av den typ av information som modellerna kräver och att ha manuella rutiner för detta torde ställa sig för dyrt åtminstone för de mindre sågverken.

7.2.3. Effekter av användningen av avancerade styrsystem

7.2.3.l Inledning

Den mekanisering som skett inom sågverksindustrin har inneburit att arbetsmiljö och arbetsinnehåll ändrats väsentligt. Genom den mekaniserade hanteringen av produkterna har tunga lyft och andra ansträngande arbets- moment i stor utsträckning kunnat avskaffas. Viss del av personalen har flyttat in från själva produktionslokalen till särskilda rum med betydligt bättre miljö vad gäller damm, buller, drag, vibrationer etc. Å andra sidan har den ökade mekaniseringen medfört att arbetstakten och därmed stressbe- lastningen för en del personalkategorier ökat. Ensamarbete och monotoni kan bli nya arbetsmiljöproblem. Genom en höjd produktivitet. kombinerad med stagnerande produktionsvolym, har behovet av arbetskraft minskat.

Utnyttjandet av datorstödda styrsystem har förstärkt denna utveckling. Visserligen är särskilt de avgränsade tillämpningarna inriktade mot att höja råvaruutbytet men de har också stora effekter för sysselsättning. arbetsin- nehåll och arbetsmiljö. Generellt får arbetet alltmer karaktär av övervakning och arbetstakten styrs i ökad utsträckning av den maskinella utrustningen och datorsystemen. Utvecklingen mot modern processindustri innebär att produktiviteten i den direkta produktionen görs mindre beroende av yrkesskickligheten hos enskilda operatörer och andra anställda. Samtidigt sker en förändring i kunskapskraven från trätekniskt yrkeskunnande till process- (dator-) tekniskt kunnande.

Enligt flera bedömare har sågverksindustrin råkat in i vad man skulle kunna kalla en ”ond cirkel" av rekryteringssvårigheter som sammanhänger med den ökade automatiseringen. Sågverken har traditionellt haft en stabil kår av yrkeskunnig personal. På senare år har dock personalomsättningen ökat. Genom inslagen av övervakning blir arbetsuppgifterna mera monotona och de i praktiken sänkta kraven på yrkeskunnande leder till att nyanställda inte lär sig arbetet på samma sätt som tidigare. Inför en situation av rekryteringssvårigheter och lägre kunnande hos personalen söker sågverken automatisera ytterligare för att frigöra sig från beroendet av yrkeskunnig arbetskraft. Därigenom ökar rekryteringssvårigheterna igen 0 s v.

Ett sätt att möta denna utveckling är den satsning på sågverksindustriell utbildning som genomförts under senare år. En kortare redovisning av denna satsning ges i avsnitt 7.2.4.1.

I de två följande avsnitten ges några kvantitativa uppskattningar av effekterna av olika typer av avancerade styrsystem. Redovisningen avser huvudsakligen effekter som rör produktionsresultatet och anläggningsut- nyttjandet i sågverk. Även med denna avgränsning saknas dock underlag för att ge en allsidig och uttömmande beskrivning av effekter och praktiska problem. Detta gäller särskilt anläggningsövergripande datorstödda system för uppföljning och övervakning. För sågverken innebär de ett nytt sätt att arbeta med stora krav på ändringar av organisation och arbetssätt. Här hade praktikfallsstudier kunnat utgöra ett värdefullt underlag men några sådana har av tidsskäl inte kunnat genomföras. Avsnittet tjänar istället syftet att översiktligt ange storleksordningen på de kostnadsminskningar som kan uppnås med olika typer av styrsystem.

Potentialerna för ett ökat råvaruutbyte kvantitativt och kvalitativt anses

l Barkningen placerades efter inmätningen istället för före.

allmänt mycket stora. Vid de 200 största sågverken produceras idag ungefär åtta miljoner rn3 sågade trävaror per år. Uppskattningsvis skulle volymut- bytet kunna höjas fyra procent med bästa tillgängliga teknik och kvalitets— normer. Möjligheterna att öka värdeutbytet kan på motsvarande sätt anges till två procent. Sammanlagt betyder det en potentiell intäktsökning på omkring 45 kronor per in3 eller totalt närmare 400 miljoner kronor vid de 200 största verken. Enligt en annan uppskattning betyder varje procents högre råvaruutnyttjande i runda tal 100 miljoner kronor i ökade intäkter för den svenska sågverksindustrin.

7.2.3.2 Avgränsade tillämpningar

Automatiserad inmätning och sortering av sågtimmer medför en snabbare och bättre dimensionsklassning av sågtimret och i allmänhet också minskat behov av arbetskraft, särskilt i själva timmerhanteringen. De arbetsuppgifter som blir kvar har karaktär av övervakning förutom de moment där man manuellt kompletterar inmätningsdata med uppgifter som för närvarande inte kan mätas automatiskt. Datorstödd inmätning ger självklart möjligheter till en mycket mer omfattande rapportering om och uppföljning av råvarusituationen.

Under 1976 slutfördes en modernisering av ASSl”s sågverk i Valåsen utanför Karlskoga. I samband därmed infördes bland annat elektronisk inmätning och automatisk styrning av postningssortering och annan hante- ring och sortering. Enligt uppgift sjönk arbetskostnaden per producerad enhet med 20 procent vid fullt kapacitetsutnyttjande, till stor del som en följd av tillämpandet av datorteknik.

Anledningen till att Alasågen i Ljusne började tillämpa röntgenbaserad inmätning (se avsnitt 7.222) var att en ändring i tillverkningsflödet] höjde kraven på precision i inmätningen. Röntgenanalys blev då lösningen. Enligt Alasågens tester är felmarginalen vid röntgenanläggningens diametermät— nin-g 2,6 millimeter vid mätning under bark att jämföra med 4.6 millimeter vid fotocellmätning. Den exaktare mätning gör att stocken kan sorteras bättre och sågas exaktare vilket höjer utbytet. Vid installationen beräknades den årliga besparingen på grund av bättre råvaruutnyttjande till omkring 600 000 kronor. Sågkapaciteten är 225 000 m3 per år.

Röntgenanalys ställer dock höga krav på mekaniken i inmätningsutrust- ningen. För att korrekta mätvärden skall erhållas krävs att stocken ligger i exakt rätt läge. Mättransportören, dämpanordningarna och annan utrust- ning är därför specialkonstruerad för den röntgenbaserade inmätningen. Det gäller också skyddsanordningar för personalen. Operatörerna sitter i blykapslade burar och utbytet av isotoper. som sker varannan månad, sköts av specialutbildad personal från Tekniska Röntgencentralen. Specialutbild- ning krävs också för såväl skyddsombud som operatörer.

Under våren och sommaren 1977 genomförde Sveriges Skogsindustriför- bund. på uppdrag av Stiftelsen Trä 80. ett prov med syfte att undersöka råvaruutbytet vid ställbara sågar före och efter installation av utrustning för postningsautomatik. Provet avsåg datorsystemet 819 från Kockums Industri AB som installerades hos företaget NK Lundströms Trävaror KB i Tväråbäck ('”Tväråbäcksprovet'”). Utvärderingen av provet visade på en

ökning av utbytet med mellan 2,5 och 4,2 procentenheter beroende på beräkningssätt och en samtidig förskjutning mot högre kvalitet och större centrumvirkesuttag.

Effekterna på råvaruutbytet av kantautomater finns dokumenterade genom prov som genomförts i STFI”s regi. De system som finns på marknaden för närvarande ökar i allmänhet utbytet för sidobräderna från 75—80 procent till 90—95 procent av det teoretiskt möjliga utbytet. Räknat på det totala råvaruutbytet i ett sågverk motsvarar det en ökning med 2—4,5 procent. Genom att information om priser och kantningsregler enkelt kan uppdateras ökar flexibiliteten. Kantautomater ökar också produktiviteten dels genom att genomströmningshastigheten ökar och dels genom att en operatör kan övervaka flera automater vid vissa installationer. Vid en ekonomisk utvärdering av systemen måste självklart hänsyn tas till det faktum att investeringskostnaderna skiljer sig åt för de olika systemen.

I det av Iggesunds Bruk utvecklade elektroniskt baserade optimeringssys- temet ingår Optilog (inmätning), Optiedger (kantning) och Optigrader (sortering, under utveckling). Vid postningsoptimeringen (Optilog) tas även hänsyn till krok och ovalitet hos stocken men denna delav systemet är svår att utnyttja med nuvarande i huvudsak manuella metoder för inriktning i de stocktagande sågmaskinerna. Enligt uppgift räknar man med att detta system skall höja råvaruutnyttjandet med 10—15 procent i varje tillverkningsled.

Vid de flesta installationer av datorstödda styrsystem synes en återbetal- ningstid på ett till två år vara ett vanligt kalkylresultat.

Liksom i många andra av branschstudierna har även när det gäller sågverksindustrin underhållsfrågornas betydelse poängterats. Den snabba tekniska utvecklingen på maskinvarusidan gör att leverantörernas kapacitet för service och underhåll minskar. Sågverksindustrins allmänt sett låga tekniska kompetens medför att kraven på underhåll lätt underskattas då nya system utvecklas. Avbrott i produktionen är. liksom inom de flesta industrier, mycket kostsamma.

7.2.3.3 Övergripande system

Vid konferensen Dator/Såg, som arrangerades av Föreningen Svenska Sågverksmän (FSS) och STFI i november 1979. presenterades bland annat en analys av hur datorstöd skulle kunna utnyttjas vid styrning av ett sågverk. Analysen, som utförts inom företaget SCA Teknik AB. avsåg driften i såghuset vid ett sågverk med kapaciteten 240 000—250 000 m3 per år.

För en del av de beslut som kan påverkas av ett med datorstöd framtaget underlag angavs vissa (synnerligen överslagsmässiga) kvantitativa uppskatt- ningar av förbättringarna enligt följande:

Värdefaktorer på lång sikt:

Utbyte av råvara till mera lönsamma sorter (exempelvis utbyte av tre procent av råvaran med vinst = 0 till råvara med vinst = 100 kr/m3). Vinst per är ca 750 000 kr. Val av mer ekonomiska postningari samband med försäljningspolitiska överväganden. Vinst ca 750 000 kr per år.

Bättre underlag för tumningen och val av klassgränser. Vinst 2 kr/m3 eller 500 000 kr per år.

Värdefaktorer på medellång sikt:

Bättre kontroll av övermål (skillnad mellan önskad och faktisk dimension på det sågade virket). Vinst 0,6 % på produktionen eller 600 000 kr per år. Bättre underhållsplanering genom utökad insamling och analys av avbrottsstatistik. Vinst 150 000 kr per år. Exaktare och snabbare styrning av produktionen. Vinst 2 Mkr per år.

Sammanlagt anges de tänkbara vinsterna av en driftdator (i det här fallet systemet P-såg) till drygt 6 Mkr per år. Effekterna är inte helt additiva utan totalen bör räknas ner med kanske 25—30 procent för att bli mer realistisk. I analysen anges också en rad effekter av kvalitativ eller mera svårkvan- tifierat slag. Dessa kan till exempel vara att:

— företagsledningen tvingas definiera problemen och målen för verksam- heten på ett mer systematiskt sätt — systemet ger underlag för utbildningsinsatser — man får ett ”gemensamt språk" inom företaget.

Huruvida denna typ av effekter kan uppnås beror dock i hög grad på mot vilka mål och hur systemutvecklingen bedrivs.

7.2.4. Spridningen av avancerade styrsystemtillämpningar

7.2.4.1 Faktorer som styr spridningen

Införandet av mer avancerade styrsystem i produktionen är i hög grad förknippat med allmän teknologisk förnyelse. Spridningstakten för dator- stödda styrsystemtillämpningar är därmed avhängig nivån på investerings— verksamheten i allmänhet i branschen. Detta mönster, att bundenheten till existerande anläggningar avgör vilka styrtekniker som kan väljas, går igen i många processorienterade branscher. Den livliga investeringsverksamheten inom sågverksindustrin 1974—75 innebar således en teknologisk förnyelse av delar av branschen.

Som redovisas i avsnitt 7.3 är de svenska utrustningsleverantörerna konkurrenskraftiga inom många områden när det gäller sågverksutrustning och sågverksautomatik. Sågverken själva satsar mycket blygsamma resurser på FoU jämfört med andra branscher (se avsnitt 7.4) och den tekniska utvecklingen domineras därför av utrustningsföretagen. Flaskhalsarna när det gäller att snabbt tillämpa ny teknik ligger därför främst på användarsidan. En rad förklaringar till detta kan ges.

Generellt betraktat är den tekniska kompetensen inom sågverksindustrin låg jämfört med andra industribranscher. Antalet högskoleutbildade ingen- jörer inom branschen uppgår inte till mer än några tiotal. Den småföretags- dominerande strukturen gör naturligtvis att det är svårt att inom varje företag avsätta tillräckligt med resurser för att upprätthålla den tekniska kompe- tensen.

Som nämndes tidigare har en ökad satsning på sågverksindustriell utbildning skett under senare år. Under 1978 startades Rikssågverksskolan i Skoghall där bland annat följande typer av utbildning bedrivs:

2-årig gymnasiekurs i träförädlingsteknik. — Grundutbildning i olika yrkestekniker för driftpersonal (kantare, sågare, sorterare etc) omfattande dels kurser om 1—3 veckor, dels längre 5 k bristyrkesutbildningskurser om ca 20 veckor för viss personal. Vidareutbildning av redan anställd personal bland annat i underhåll. — 3-veckors kurs för arbetsledare.

— l-terminskurs i marknadsföring av trävaror.

Högskolekurs (10 p) i sågverksekonomi och -teknologi. Kortare utbildningskurser och konferenser för sågverks- och produk- tions- eller driftschefer.

Den av högskolan i Karlstad bedrivna yrkestekniska högskolekursen (YTH) i sågverksteknik och —ekonomi om tre terminer är också förlagd till Rikssågverksskolan. Denna utbildning startade höstterminen 1979.

Datateknik och elektronik ingår i vissa av utbildningsformerna ovan exempelvis i den för underhållspersonal. Nya kurser, bland annat avance— rade kurser i datorstödd processtyrning, är under diskussion. Generellt sett synes således utbildningsbehoven vara väl tillgodosedda även om utbildning- en i datateknik och elektronik ännu inte har någon större omfattning. Det krävs dock att industrin självt tillräckligt uppmärksammar utbildningsfrågor- na och genom en långsiktig planering skapar utrymme för olika typer av utbildningsinsatser. Från de flesta håll framhålls att en genomgående höjning av utbildningsnivån inom sågverksindustrin är ett villkor för branschens långsiktiga överlevnad.

Sågverksindustrin är också en bransch som, trots den strukturomvandling som skett, ändå förändrats i rätt liten utsträckning tekniskt och produktions- mässigt under senare år. Det är inte förvånansvärt att anpassningen till nya förutsättningar och krav går långsamt i en bransch med traditioner som går långt tillbaka i tiden. Projekt inom exempelvis STFI avspeglar också att sågverksföretagen behöver stöd för att kunna tillgodogöra sig nya tekniska möjligheter, Ett första led i ett sådant stöd är att öka sågverkens kompetens när det gäller upphandling av datorutrustning och system (funktions- och kravspecifikationer etc). STFI's verksamheter syftar till att stimulera branschgemensamma initiativ i dessa frågor.

En del sågverk som under senare år investerat i avancerade datorstödda styrsystem har haft avsevärda problem innan systemen fungerat i praktisk drift. En av orsakerna har varit att systemen inte varit färdigutvecklade. En första systeminstallation. där man kan visa på effekter i form av utbyteshöj- ningar och motsvarande är ett mycket starkt försäljningsargument för en leverantör. Man vill inom sågverken ha försäkringar om att ny teknik fungerar innan man är beredd att satsa på den. Ofta ges också det användarföretag som först installerar en ny maskin eller ett nytt system rabatter eller andra speciella förmåner jämfört med senare köpare.

1 När det gäller till ex- empel sönderdelnings- tekniken har de svenska sågverken i stort enhet- liga tekniska lösningar. I andra länder förekom- mer lösningar som inte alls tillämpas i Sverige.

7242. Antal installerade system av olika slag

De datorstödda styrsystem som här studeras varierar i utformning och omfattning alltefter skillnader i förutsättningar inom de olika företagen. Syftet med detta avsnitt är därför inte att ange ett exakt antal för de system som finns installerade för närvarande utan mera att ge en uppfattning om i vilken utsträckning potentialen för varje slag av tillämpning hittills tagits i anspråk.

Investeringar i den typ av datorstödda styrsystem som tidigare beskrivits torde främst kunna komma i fråga för sågverk med en kapacitet om 25 000 m3 sågat virke per år eller mer. Enligt sågverksinventeringen 1979 uppgick antalet sågverk av denna storlek till ca 120 stycken detta år.

Som nämndes tidigare sker inmätning och sortering av timret vid de flesta större och medelstora sågverk med halv- eller helautomatiska mikro- eller minidatorbaserade mätningssystem. Datorstödd postning tillämpas i 10—20 sågverk.

Antalet installerade automatkantverk uppgår till ca 50 varav 40 svenska och resten av finsk tillverkning. Genomsnittligt ingår ca tre kantverk i varje installation vilket alltså innebär att knappt 20 sågverk hittills infört denna teknik. Antalet installationer ökar dock snabbt.

Ett 70-tal sågverk utnyttjar datorstöd för administrativa tillämpningar och av dessa är kanske 30—40 mera övergripande. Högst ett tiotal sågverk utnyttjar datorstödet för någon form av övergripande produktionsstyr- ning.

När det gäller den direkta produktionen är uppföljning av råvaruutbytet i olika tillverkningsled såsom inläggning. sågning och kantning väsentligt. Inom STFI gjordes 1979 en kartläggning av nio stycken informations- och driftuppföljningssystem installerade vid svenska sågverk. Den utbytesupp- följning som gjordes i systemen rörde kantverk, råsortering och justerat utbyte, i allmänhet på skiftbasis. Uppföljningen omfattade det volymmässiga utbytet. Inte i något av systemen fanns någon ekonomisk utbytesuppföljning mot börvärden med automatiska operatörslarm eller motsvarande.

7.3. Svenska leverantörer av sågverksutrustning och såg— verksautomatik

I Sverige domineras tillverkningen av sågverksutrustning av Kockums Industri AB som ingår i Statsföretagsgruppen. Kockums produktionspro- gram täcker de flesta slag av bearbetning och tekniska lösningar som förekommer i Sverige för närvarande] utom utrustning för timmerintag. Företaget strävar efter att kunna erbjuda kompletta systemleveranser (”nyckelfärdiga sågverk”) med såväl maskinell utrustning som elektronik- komponenter och programvara. Särskilt inriktar man sig på exportmarkna- den. Kockums har, till skillnad från de flesta övriga utrustningsleverantörer. kompetens på såväl mekanik- som elektronikområdet. Utvecklingen och tillverkningen av elektronik sker inom företaget Kockumation AB som även samarbetar med andra leverantörer av sågverksutrustning.

Andra större utrustningstillverkare är bland andra Ari A3 vars produkt-

program omfattar timmerintag och sönderdelningsutrustning, CHE Johans- son AB som tillverkar bland annat barkmaskiner, sönderdelningsutrustning och spiknaskiner, Aktiebolaget A.K. Eriksson med sönderdelningsutrust- ning och transportsystem samt AB Hammars Mekaniska Verkstad och Smedbolzget AB som båda är inriktade mot utrustning för timmerintag. Saab-Tenent AB marknadsför kantautomater, block— och råjusteringsauto- mater, mätsystem m m. Tillverkningen omfattar dock enbart utrustning för kantautonater. Samma sak gäller Iggesunds Bruk vars Opti-division utvecklat det 5 k Optisystemet för timmerinmätning, automatisk kantning samt autcmatisk kvalitetsjustering och sortering.

Efterson de flesta utrustningstillverkare utom Kockums, Saab—Tement, Iggesund )ch några till i stort _saknar kompetens på elektronikområdet svarar ett antal [å elektronikinriktade företag för utveckling av komponenter och programvrra för sågverksautomation. Som exempel kan nämnas Riab, Kockuma'ion AB, SATT-Elektronlund. Bofors m fl. Dessa företag sysslar bland anmt med att utveckla PC-system, anpassade för tilllämpningar inom sågverk. De utrustningstillverkare som inte har egen elektronikkompetens köper i allmänhet automatikdelarna till sin utrustning på den öppna marknaden.

De sverska utrustningsleverantörerna med undantag för Kockums tillver- kar således huvudsakligen utrustning för avgränsade tillverkningsled. I allmänhetär det dock så på den svenska marknaden att åtminstone de större utrustningsleverantörerna vid en leverans ofta inkluderar utrustning från andra leverantörer d v s leveransansvaret är bredare än det egna produkt- programmet.

De flesta bedömare är ense om att utrustningsleverantörernas konkur- renskraft i hög grad kommer att avgöras av hur väl elektronikens möjligheter exploateras. Vad det gäller är framför allt att kombinera kompetenser inom mekanik. produktionskunnande och elektronik för att få fram slagkraftiga lösningar. I jämförelse med utländska företag söker även de mindre svenska utrustningsleve rantörerna ta ett jämförelsevis brett leverantörsansvar. Amerikanska företag specialiserar sig i större utsträckning på avgränsade processled men skaffar sig i gengäld all kompetens (mekanik, elektronik, styrning) inom detta område. På detta sätt kan man skräddarsy lösningar efter kundernas behov. Svenska företag måste, på grund av bredare leveransansvar. tillgripa mer standardiserade lösningar eftersom man inte besitter kompetens för alla de produkter man levererar utan upphandlar vissa av andra leverantörer.

Som nämndes i det inledande avsnittet har industriverket sedan förra året drivit ett projekt med syfte att finna samarbetsformer och utvecklingsvägar för de svenska leverantörerna, särskilt med tanke på den internationella konkurrenskraften och exportmöjligheterna. Centrala frågor har varit dels förutsättningar och former för en specialiseringl, dels uppbyggnaden av elektronikkompetens hos utrustningsleverantörerna. Den nuvarande ”ar- betsfördelningen" mellan företag koncentrerade på elektronik och företag koncentrerade till mekanik anses bland annat medföra att utrustningsleve- rantörer inte satsar på elektroniktillämpningar i önskvärd omfattning. Skälet skulle vara att elektronikföretagen åstadkommer en från utrustningsleveran- törernas synpunkt icke önskvärd erfarenhetsspridning genom samarbete

1 Sett ur nationell syn- vinkel har en hel del dubbelarbete skett i Sverige när det gäller utvecklingsarbete på mekaniksidan.

med flera utrustningsföretag. Å andra sidan är kostnaderna för att utveckla elektronikdelarna så höga att de måste slås ut över flera utrustningsleveran- törers produktion för att man skall uppnå lönsamhet. Att åstadkomma en teknisk utveckling baserad på en kombination av elektronik- och mekanik- kunnande kan som nämndes tidigare betraktas som en nyckelfråga för branschen.

Industriverkets projekt har i övrigt inneburit att man gjort studier av potentialen för svenska tillverkare av sågverksutrustning på olika export- marknader. Fortfarande är situationen den att de olika marknaderna (liksom den svenska) i hög grad domineras av inhemska leverantörsföretag. Referenssystem är av stor betydelse i den internationella marknadsföring- en. . Avslutningsvis kan nämnas att under senare år har flera svenska utrustningsleverantörer startat samarbete med företrädesvis finska företag. Finsk sågverksteknologi anses mycket konkurrenskraftig internationellt sett.

7.4. Organisation och finansiering av forskning och utveckling med anknytning till sågverksindustrin

Den svenska tråbearbetande industrins inklusive sågverkens satsningar på forskning och utveckling är begränsade. Utvecklingen av maskinell utrust- ning och styrsystem sker främst hos utrustningsleverantörerna. elektronik- företagen och hos konsultföretag.

Av störst omfattning för sågverkens del är den forskning som sker inom den kollektiva trätekniska forskningens ram, främst vid Svenska Träforsk- ningsinstitutet, avdelningen för träteknik. Sågverkens bidrag kanaliseras via branschorganisationen Svenska Sågverks- och Trävaruexportföreningen, SSTEF, och har hittills uppgått till ca 35 öre per producerad m3 sågad vara. Detta motsvarar ca 0,3 % av förädlingsvärdet vilket är lågt jämfört med de flesta andra branscher. Den kollektiva forskningens inriktning läggs fast i ett ramprogram vars aktiviteter till lika delar finansieras av industrin och av styrelsen för teknisk utveckling, STU.

Huvuddelen av den kollektiva trätekniska forskningen har således hittills skett inom STFI. Som nämndes tidigare har forskningen med inriktning på datorutnyttjande inom sågverksindustrin främst inneburit att tre datorbase- rade modeller avseende planering, sönderdelning och flöden utvecklats. Under det senaste året har STFI”s forskning ändrat inriktning från modellbyggande till frågor kring utnyttjande av datorstöd (systemanalys. kravspecifikation m m). Detta har skett i samband med personalbyten, där många av de tidigare forskarna övergått till industrin.

Från och med budgetåret 1980/81 har den kollektiva trätekniska forsk- ningen genomgått en omfattande omorganisation. Genom den tidigare organisationen kom den mot sågverken inriktade forskningen att knytas till främst massa- och pappersindustrin med sina mångdubbelt större satsningar på forskning och utveckling. I fortsättningen sker istället en samordning med övrig tråbearbetande industri. Syftet är att forskningen i högre grad skall utgå från marknadens behov där kedjan basindustri tråbearbetande industri —

användare ses i ett sammanhang. Därigenom skall den svenska träindustrins konkurrenskraft stärkas och de träbaserade produkternas ställning gentemot andra material hävdas. Budgeten för ramprogrammet uppgår till totalt 22 miljoner kronor för det första året. Den nya organisationen redovisas i figur 7.4.

Det forsknings- och utvecklingsarbete som omfattas av det nya rampro- grammet har delats in i programområden enligt följande. Siffrorna avser budgeten för det första verksamhetsåret exklusive fyra miljoner kronor som avsatts för Träinformations ordinarie informations- och marknadsverksam- het.

Miljoner kr % ]. Marknadsinriktad och övergripande programverksamhet 4,2 23 2. Produktionsoptimering 2.8 16 3. Trämaterialteknisk forskning 2.3 13 4. Ny produktionsteknik 0.6 3 5. Produktorienterad forskning och utveckling 6,5 36 6. Integrerade produktionssystem 0,8 4 7. Miljö 0.8 4 18.0

Främst satsningar inom områden 2 och 4 ovan kan förväntas inriktas mot datorstöd inom sågverksindustrin. Bland annat avser man att utvärdera de system för automatisk kantning som finns kommersiellt tillgängliga. Andra områden är utveckling av nya sorteringsregler anpassade till automatisk sortering, optimeringsmodeller för inläggning samt kundanpassad sönder- delning. En viktig aktivitet kommer att vara att samla in och systematisera tillgängliga forskningsresultat och föra ut dessa till industrin.

Förutom ovanstående har STU dessutom program för kunskapsutveckling inom områdena trämaterialutveckling och träbyggnadsteknik. Totalt satsas 200 miljoner kronor på träteknisk forskning-under den närmaste femårspe- rioden varav maximalt 75 miljoner kronor går till den kollektiva forskningen. För att man skall kunna utnyttja de resurser som tillförs den kollektiva forskningen genom STU måste den träarbetande industrins egna bidrag öka väsentligt jämfört med nivån i dag.

STU finansierar även projektvis forskning förutom bidragen till den kollektiva forskningen. Det sammanlagda stödet fr o m budgetåret 1972/73 to m oktober 1979 uppgick till närmare 7.5 miljoner kronor. Projekten har bland annat avsett automatiska kantningssystem, blockinläggare och auto- matisk timmermätning. En närmare specificering av stödet ges i kapitel 17 Forskning och utveckling i Sverige.

STU's projektstöd med inriktning mot sågverksindustrin kommer att ökai omfattning i framtiden. En avsevärd del av stödet kommer att avse olika datortillämpningar. Viktiga områden är bland andra automatisk sortering, utbytesoptimering samt utveckling av mätgivare.

Svenska såg- verks- och trä— varuexport— föreningen SSTEF

Svenska Svenska Spånskive- Plywood- foreningen föreningen

Stiftelsen för trämanufak- turteknisk

forskning

Gemensam stiftelse

Stiftelsen Svensk Trä- teknisk Forskning

50 % _

.m

50%

STU Styrelsen för

TIA Träin— formation

Programstyrelse Ledningsgrupp

Informations- och mark- nadsresurser

Träteknik STFI | " _ Jönkoping

Svenska Wallboard- föreningen

Figur 7.4 Den kollektiva lräforskningens organi- sation

Anm: Av industrins bidrag till Stiftelsen Svensk Träteknisk Forskning svarar för närvarande SSTEF för ca 80 %, Stiftelsen för trämanufakturteknisk forskning för ca 15 % och resterande bidrags- givare för 5 %.

Källa: Trä & Teknik. STU Nr 1 1980

Träcentrum

Utveck 'ngs- enhet Skellefteå

Externa FoU- resurser

Styr- _l grupper

Slutligen kan nämnas att träteknisk forskning även bedrivs vid de tekniska högskolorna samt inom vissa andra institutioner. Forskningen på högskole- nivå har förstärkts genom att en professur i träteknik med tillhörande civilingenjörsutbildning inrättades vid KTH i Stockholm under 1979. Professuren är fortfarande i ett uppbyggnadsskede med för närvarande tre forskare verksamma förutom professorn. Ytterligare en professur i träteknik föreslås bli inrättad vid den tekniska högskolan i Luleå fro m höstterminen 1981. Under 1980 startades också den trätekniska utvecklingsenheten i Skellefteå. förlagd i anslutning till det industriella utvecklingscentret, lUC. Till enheten har utgått ett statligt investeringsbidrag om 8 miljoner kronor.

Den kollektiva forskningen med inriktning mot sågverksindustrin har varit föremål för en livlig debatt under de senare åren. Skilda åsikter har framförts beträffande omfattningen. finansieringen, formerna för styrning. inriktning- en 0 s v. Till en del torde detta kunna hänföras till den tidigare berörda omständigheten att sågverksindustrin är en mycket heterogen bransch där inriktning och förutsättningar i hög grad skiljer sig åt mellan olika typer av företag.

7.5. Utvecklingstendenser och nya tillämpningar

Avsnittet har för enkelhets skull formen av ett antal påståenden (strecksatser) beträffande Sågverksindustrins utveckling.

Bransehutvecklingen i stor!

— Utvecklingen inom sågverksindustrin präglas av osäkerhet beträffande de framtida förutsättningarna i branschen exempelvis när det gäller råvaru- tillgången. Förbättrad tillgång till råvara genom ökat råvaruuttag torde utgöra en förutsättning för att andra slag av insatser riktade mot sågverksindustrin skall vara effektiva. — Brist på råvara har under de senaste åren hindrat sågverken att utnyttja tillgänglig produktionskapacitet och därmed uppnå bättre lönsamhet. — Även om råvarutillgången tryggas kan en fortsatt nedläggning av små sågverk väntas. Endast formerna för denna process kan påverkas. — Den nödvändiga Strukturomvandlingen kommer att ställa stora krav på sågverken när det gäller teknisk förnyelse. marknadsanpassning och finansiella resurser. Det är tveksamt om den nuvarande lönsamheten är tillräcklig för att finansiera nödvändiga investeringar. — Ökad vidareförädling kräver inte bara en större grad av marknadsorien- tering hos sågverken utan också investeringar i ny utrustning för råvaruhantering, kapning och sortering. torkning m m. — Under de närmaste åren kommer ett ökat råvaruutbyte att vara den främsta faktorn för att öka lönsamheten inom sågverksindustrin. Den tekniska kompetensen inom sågverksindustrin måste i framtiden höjas genom utbildningsinsatser och ökad satsning på forskning och utveckling.

Produktionsinriktning, arbetsmetoder och arbetsorganisation

— Många arbetsmetoder och arbetssätt kan behöva omprövas till exempel när det gäller apteringsprocessen, virkestorkning, distributionsledets uppbyggnad och funktion etc. En mera ändamålsanpassad aptering kan ske antingen vid avverkningsplatsen eller i anslutning till sågverken. Under senare år har man upptäckt att timret tar skada av vattenlagring i större omfattning än vad tidigare gängse uppfattningar givit vid handen. Detta kan ställa nya krav på timmerhanteringen och -lagringen för att man skall kunna utnyttja den kvalitativt bästa råvaran på optimalt sätt. — Utvecklingen av datorstödda hjälpmedel hari stor omfattning anpassats till den traditionella produktionsorganisationen inom sågverken och till den maskinella utrustningen. Som exempel kan nämnas kantautomater- na. Ett effektivt utnyttjande av datorstöd kan kräva att sågverksindustrin utvecklar nya lösningar när det gäller uppbyggnad av olika maskinlinjer, integrering av den maskinella utrustningen. transportsystem etc. En tendens mot ökad skiftgång kan iakttas i samband med nybyggnatio- ner och andra större investeringar.

Produktionsteknisk utveckling

Inga förändringar av den grundläggande tekniken för sönderdelningspro— cessen (band-, cirkel- och ramsågning med reducering) är att vänta under den närmaste tioårsperioden. — Utnyttjandet av elektroniktillämpningar kommer att bli allt viktigare för sågverkens lönsamhet och internationella konkurrenskraft. Som exempel på områden där datorstöd bedöms få stor betydelse kan nämnas automatisk sortering (se nedan), maskinövervakning, måttkontroll, produktionsövervakning och -styrning samt metoder för inläggning, inriktning och genommatning i stocktagande och blocktagande maskiner. Det sistnämnda förutsätter parallell utveckling av mekaniken samt utveckling av nya givare. — Automatiserad kvalitetsbedömning och sortering kommer att utgöra ett viktigt steg för automatiseringen i stort inom sågverksindustrin. Proble- men inom området är dock många och av såväl teknisk som kommersiell natur. För det första krävs att sorteringsreglerna anpassas mer till automatisk sortering, d v 5 att de lättare kan kvantifieras. Detta är förändringar som har stor påverkan på marknaden och konkurrenssitua- tionen. Ett sågverk med väl inarbetad kundkrets kan exempelvis skapa förvirring bland distributörer och kundkrets om man börjar tillämpa nya sorteringsregler. Det kan också vara svårt för ett företag som tillämpar avancerad automatisk sortering att ta ansvar för produkternis kvalitet om det i praktiken endast är systemleverantören som har kompetens att ändra i systemet. — Automatiserad, ändamålsanpassad sortering bedöms även få avsevärda effekter för sysselsättningen när den börjar tillämpas. — För att datorstödd produktionsstyrning och utnyttjande av datorbaserade optimeringsmodeller skall få större spridning måste mer resurser ägnas åt

! problemen i samband med datainsamling i sågverken (utveckling av

. mätgivare, individuell märkning av stockar vid inmätningen, nya .. sågverkslayouter etc).

— Stora ekonomiska vinster kan göras genom bättre metoder för virkes-

torkning. Mycket talar för att de potentiella lönsamhetsförbättringarna i detta led är väl så stora som vinsterna vid exempelvis övergång från manuell till datorstödd kantning.

Utrustningsleverantörer För att uppnå internationell konkurrenskraft bör de svenska leverantö-

rerna av sågverksutrustning specialisera sig samt höja sin elektronikkom- petens.

8. Massa— och pappersindustrin

8.1. Branschstruktur

Den svenska massa-, pappers- och pappersvaruindustrin har traditionellt hört till de viktigaste exportnäringarna. Under de senaste åren har den tillsammans med trävaruindustrin svarat för i genomsnitt en femtedel av de totala svenska exportintäkterna. Dess struktur 1978 med avseende på delbranscher framgår av tabell 8.1 nedan.

Tabell 8.1 Antal arbetsställen, förädlingsvärde samt sysselsättning för massa-, pap- pers- och pappersvaruindustrin och dess delbranscher 1978

SNI Benämning Arbetsställen Föriidlingsvärde Sysselsättning

Antal Andel Mkr Andel Antal Andel

i % i % i %

34111 Massaindustri 37 15 1 384 18 14 705 24 34112 Pappers- och pappindustri 65 27 4 610 60 33 181 55 34113 Träfibcrplatt— industri 11 5 228 3 2 483 4 3412 Pappers- och papp- förpackningsindustri 81 33 898 12 6 969 12 3419 Övrig pappers- och pappersvaruindustri 48 20 555 7 3 191 5 341 Massa-. pappers- och

pappersvaruindustrin

totalt 242 100 7 675 100 60 529 100

Källa: SOS Industri.

Som synes i tabellen är övriga delbranscher av liten omfattning jämfört med massa- och pappersindustrin till vilken den fortsatta framställningen huvudsakligen hänför sig.

Massa- och pappersindustrin upplevde fram to m 1974 en kraftig högkonjunktur. Sysselsättning. produktionsvolym och produktivitet ökade snabbt vilket framgår av tabell 8.2 som även visar den nedgång som inträffade efter 1974.

1 Skogsindustrins totala vinst uppgick 1974 till drygt fem miljarder kro- nor att jämföra med förluster på mellan en och två miljarder kronor 1977 och följande år.

Tabell 8.2 Sysselsättning, salu- och förädlingsvärde i löpande priser, produktivitet m m för massa- och pappersindustrin (SNI 3411) vissa år

1970 1972 1974 1975 1976 1977 1978

Antal anställda 47 863 48 192 49 310 49 752 52 406 51 958 50 369 Saluvärde, Mkr 8 303 8 759 17 182 17 251 17 405 16 466 18 244 Förädlingsvärde, Mkr 3 615 3 620 7 948 7 471 6 748 5 476 6 221 Antal arbetsställen 127 123 120 116 116 117 113 Produktionsvolym-

index (1968 = 100) 115 119 138 115 120 113 122 Produktivitetsindex _

(1968 = 100) 118 130 149 130 134 132 151

Källa: SOS Industri.

De svårigheter som drabbade massa- och pappersindustrin under 1975 hade flera orsaker. Tack vare branschens stora exportberoende (mer än hälften av massaproduktionen och mer än två tredjedelar av papperspro— duktionen går på export) fick den internationella lågkonjunkturens sjunkan- de priser och vikande efterfrågan stor genomslagskraft. Till följd av väsentligt ökade löne- och råvarukostnader efter rekordvinståret 1974l försämrades också den svenska Skogsindustrins kostnadsläge avsevärt visavi utlandet. Slutligen kan bland orsakerna nämnas ökad konkurrens från nordamerikanska producenter som dessutom gynnades av en sjunkande dollarkurs. Företag med lägre förädlingsgrad (råvaruförbrukande), främst massafabriker, har drabbats relativt sett mest av lågkonjunkturen. Under det sämsta året, 1977, låg kapacitetsutnyttjandet i denna del av industrin under 70 %. Skogskonjunkturen vände dock under 1979 och året därpå uppvisade flera av de stora skogsbolagen avsevärt ökade vinster. För massatillverk- ningen kvarstod dock lönsamhetsproblemen bland annat på grund av en låg dollarkurs. Situationen för 1981 väntas i mycket avgöras av utvecklingen på den nordamerikanska marknaden. Inom branschen som helhet men speciellt inom pappers- och pappindu- strin minskade investeringsvolymerna kraftigt under 1977 och 1978. En viss återhämtning förväntas under 1980 och 1981 enligt SCB”s investeringsen- kåt.

Massa- och pappersindustrin har genomgått en kontinuerlig strukturom- vandling de senaste 15 åren. Fram to m mitten av 1970-talet innebar denna strukturomvandling även en väsentlig kapacitetsutbyggnad.Inom massain- dustrin har främst mindre sulfitfabriker lagts ned och delvis ersatts av kapacitet för framställning av sulfatmassa och termomekanisk massa i nya eller utökade anläggningar. Denna utveckling väntas fortsätta. Under de senaste åren har, som en följd av svårigheterna för delar av massa- och pappersindustrin, nedläggningar varslats och vidtagits för en rad anläggning- ar. Statsmakterna har också av sysselsättningsskäl lämnat olika former av stöd på mycket stora belopp till vissa massa- och pappersföretag.

Den fortgående nedläggningen av mindre enheter har ökat den genom- snittliga anläggningsstorleken som för närvarande är avsevärd internationellt sett men som varierar kraftigt mellan anläggningar för olika slag av

tillverkning. En gynnsam storleksstruktur föreligger främst beträffande tillverkning av sulfatmassa och därpå baserade produkter och för tid— ningspippersframställning. Jämfört med den svenska industrin i övrigt domineras massa- och pappersindustrin av stora produktionsenheter. År 1977 sysselsatte arbetsställena inom massa— och pappersindustrin i genom— snitt fen till sex gånger så många personer som arbetsställena inom industrin totalt igenomsnitt.

Avgörande för den svenska massaindustrins konkurrenskraft är råvarutill— gång och råvarupris. Råvarukostnadernas betydelse framgår av att de svarar för 40—50 % av de totala tillverkningskostnaderna inom massaindustrin. De svenskt och finska massavedpriserna har liksom priserna i de mellaneuro- peiska länderna länge legat högre än i Nordamerika. Fram till 1976 vidgades skillnaden så att de svenska priserna blev mer än dubbelt så höga vilket var en av orsakerna till den lönsamhetskris som drabbade den skogsbaserade industrin. Sedan 1976 har en viss utjämning inträtt genom att de svenska priserna sjunkit samtidigt som priserna stigit i USA och Kanada.

Vid integrerad produktion av mera förädlade pappersslag sjunker råvarukostnadernas andel påtagligt medan kapitalkostnader och lönekost- nader ökar i betydelse. Inom alla typer av produktion har dock kapitalkost- nadernas andel ökat trendmässigt vilket gjort skogsindustrin mer känslig för svängnzngar i kapacitetsutnyttjandet. Andra faktorer som dock i hög grad kommer att påverka massa- och pappersindustrin i framtiden är miljövårds- kraven samt tillgången på och kostnaden för energi. Såväl ökade miljö- vårdskrav, ökad vidareförädling samt övergång till större andel mekanisk och termomekanisk massa leder till ökad energiförbrukning.

Västeuropa är traditionellt den viktigaste marknaden för svensk massa- och pappersexport. Denna situation väntas bestå i framtiden även om exporten till asiatiska länder och till Mellersta Östern ökat avsevärt de senaste åren. I stort är prognoserna beträffande avsättningsmöjligheterna för massa och papper gynnsamma. En successiv avveckling av EG”s tullar på svensk export av papper och papp fram till 1984 kommer att gynna den svenska industrins konkurrensmöjligheter gentemot EG”s hemmamarknad och även gentemot nordamerikanska producenter. En relativt långsam efterfrågetillväxt kan dock förutses på den svenska marknaden.

Sammanfattningsvis kan sägas att utsikterna för den svenska massa- och pappersindustrin i ett längre perspektiv är relativt gynnsamma. Tekniskt ligger de svenska producenterna långt framme. storleksstrukturen på anläggningarna är internationellt sett konkurrenskraftig och produktionsap- paraten är till stora delar modern och effektiv. Beträffande exempelvis pappersmaskiner räknar man med att 40 % av kapaciteten tillkommit efter 1965 en hög siffra internationellt sett.

Viktigt är att den svenska skogsindustrin genom fortsatta forskningsinsat- ser kan kompensera de relativt sett höga kostnaderna för löner och råvaror med ett teknologiskt försprång. En fortsatt omstrukturering av produktions- apparaten med nedläggning av mindre och omoderna enheter är också nöd- vändig. En alltför snabb takt i Strukturomvandlingen kan dock leda till betydande regionala sysselsättningsproblem på enskilda orter i främst norra Mellansverige och Norrland. Närmare hälften av sysselsättningstillfällena inom massa- och pappersindustrin år lokaliserade till orter och områden där

de utgör en väsentlig del av den lokala sysselsättningen. Nedanstående sammanfattning, som hämtats från en utredning rörande inriktningen av den kollektiva branschforskningen utarbetad inom Svenska Cellulosa- och Pappersbruksföreningen (SCPF), anger några troliga utvecklingslinjer för den svenska massa- och pappersindustrin.

"1979 års struktur inom svensk massa— och pappersindustri kommer efter hand att förändras genom att:

— den inom landet tillgängliga fiberråvaran och möjligheterna till en tillfredsställan- de energiförsörjning i första hand sätter gränserna för fortsatt volymmässig expansion den hårda internationella konkurrensen och det höga kostnadsläget tvingar fram en fortsatt koncentration mot ett färre antal produktionsenheter — den internationella konkurrensen hårdnar vad avser produktkvaliteten och tvingar fram krav på ökad produktutveckling utvecklingen fortlöpande går mot en allt högre förädlingsgrad i form av ökad integration av tillgänglig avsalumassa till ökad produktion av papper och kartong — råvarutillgången fortsätter att vara knapp och alternativanvändningen av ved

uppmärksammas — produktionen även i framtiden kommer att i helt övervägande omfattning baseras

på inhemsk ved

— användningen av returpapper ökar genom ökad insamling i Sverige samt genom växande import — sulfitmassaproduktionen minskar — sulfatmassaproduktionen ökar endast obetydligt produktionen av mekanisk. termomekanisk och kemimekanisk massa ökar ganska kraftigt -— pappersinriktningen accentueras kraven på energi- och/eller fibersnåla produkter och processer fortsätter att öka i styrka — kostnaderna och svårigheterna för teknisk förnyelse ökar brant — kraven på yttre och inre miljö fortsätter att vara höga prisuppgången på energi kan förutses bli större än för andra nyttigheter fortsatt ökad automatisering."

Avslutningsvis skall även några kvantitativa prognoser för massa och pappersindustrins utveckling refereras. I likhet med övriga branschöversik- ter har prognoserna hämtats från industriverkets höstrapport 1979. Rappor— ten framhåller betydelsen av den begränsade tillgången på råvara och kalkylerar med en tämligen måttlig produktionsvolymtillväxt om två procent per år för massa- och pappersindustrin fram till 1984.

Exporten bedöms öka med i genomsnitt tre procent per år under prognosperioden med något snabbare ökning av exporten av mer förädlade produkter jämfört med massaexporten. Mot bakgrund av det låga kapaci- tetsutnyttjandet i utgångsläget samt nedläggningarna av smärre lågproduk- tiva enheter räknas i rapporten med en årlig produktivitetsökning om sex procent i genomsnitt. Detta innebär en relativt kraftig beräknad minskning av sysselsättningen.

Den relativt höga investeringstakt som branschen uppehöll under förra delen av 1970-talet bedöms inte kunna fortsätta. Dels kan den låga lönsamheten komma att dämpa investeringsviljan. dels kommer överkapaci-

tet att föreligga i delar av branschen under de närmaste åren. På längre sikt kan dock enligt industriverket knapphet på råvaror bidra till en omstruktu- rering i riktning mot ökad vidareförädling och mindre råvaruförbrukande produktion som i sin tur skulle öka investeringsbehovet.

8.2. Användningen av avancerade styrsystem i massa- _ och pappersindustrin

8.2.1. Exempel på styrsystemtillämpningar

De nedan redovisade fem exemplen på styrsystemtillämpningar har valts så att de illustrerar dels olika typer av tillämpningar (olika systemnivåer) inom massa- och pappersindustrin, dels olika effekter av tillämpningar (t ex råvarubesparing. jämnare produktkvalitet, energibesparing och minskad miljöpåverkan).

8.2.1.1 System för datorbaserad driftplanering

En massa- och pappersfabrik utgör ett komplext och omfattande system. Den består av ett stort antal produktionsavdelningar som kopplas samman genom kontinuerliga materialflöden. Figur 8.1 visar schematiskt material- flödet i en fabrik för avsalumassa (sulfat). Det ärinte ovanligt att fabrikerna består av flera parallella linjer för fiberframställning där den framställda massan kan ha olika användningsmöjligheter (såväl pappersframställning som avsalu). Nya krav på miljövård och energihushållning har medfört komplicerade förändringar av produktionssystemen. Ett exempel är att s k slutna system införts vilket innebär att olika flöden (tex tvättvätskor) återförs i processen i stället för att som tidigare lämna densamma.

Massa- och pappersfabriker är mycket kapitalintensiva enheter vilket innebär att kravet på högt kapacitetsutnyttjande är stort. Vinsten är vanligtvis helt att hänföra till ”de sista tonnen".

Antalet stopp och störningar i processystemen är stort trots omfattande förebyggande underhåll. Stoppen kan betingas av haverier av olika slag och Störningarna vara följden av förändrade råvaruegenskaper. rena styrfel eller andra mänskliga felgrepp. För att minska beroendet mellan olika avdelning- ar har man infört lagringsmöjligheter (buffertlager. tankar) på olika strategiska punkter i processen (jämför figur 8.1). Dessa ger systemet en flexibilitet som innebär att en avdelning kan köra vidare en viss tid trots att exempelvis den framförliggande avdelningen tvingats stoppa. Utan denna flexibilitet skulle produktionsförlusterna till följd av stopp och störningar lätt bli mycket stora. Att manuellt löpande samordna driften i en hel fabrik och samtidigt åstadkomma en hög och jämn ("optimal") produktion framstår som en närmast omöjlig uppgift. Svårigheterna blir särskilt stora då störningar (d v s oväntade händelser) inträffar och då man tvingas att snabbt fatta de för fabriken som helhet rätta besluten om produktionshastighet i olika avdelningar.

Mot bakgrund av ovanstående beskrivning ter det sig naturligt att ta datortekniken till hjälp för att underlätta en samordnad planering och skapa

G—l—G . 9 IQ

IW —l 011933 0 I 9 In.?

I l—o ! &I: (biff; ' 0 '

=> Fiberflöde O Produktionsenhet —+ Lutflöde [] Buffertlager —+ Ångflöde

Fiberflödet (=>) går från kokningen (KO) till torkmaskinen (TM). Kemikalieåtervinningscykeln innebär att avlut (—>) från kokningen via indunstningen (I) förbränns i sodapannan (S) varefter aktiva kok— kemikalier återframställs (KA). Ångflödena (-+) genereras främst i sodapannan. Tillskottsånga genere- ras i en oljepanna (P) och elenergi i en mottrycksturbin (T). 0 _ syrgasblekning,B konventionell klor- blekning, Sl = silning.

Figur 8.1 Förenklad bild ett hjälpmedel i plötsliga beslutssituationer. Så har också skett och det är av nöden” ( 9” "mm" framför allt i Sverige som denna utveckling drivits fram. Pionjärarbetet fabrlk' utfördes av Billerud som 1968 tog i drift ett datorbaserat produktionsstyr- Kä'laf Slims” Tfäf0r5k* system vid Gruvöns Bruk. Systemet utformades dock inte för att kunna köras ntngsmstitutet GTF” i direkt anslutning till produktionen bl a på grund av att den matematiska lösningsmetodiken medförde långa svarstider. Nästa steg i utvecklingen togs omkring 1974 då Svenska Träforskningsinstitutet efter ett utvecklingsarbete tog i drift ett prototypsystem vid Iggesunds bruk. Rätten till systemprinci- perna har övertagits av ASEA AB, som har exklusiv marknadsföringsrätt utanför Sverige. Den första svenska kommersiella installationen finns vid Skutskärsverkens sulfatfabrik. I ett system för datorbaserad driftplanering ingår dels ett informationssys- tem som ger uppgift om nivån i olika lager och aktuella körhastigheter i processavdelningarna, dels ett program som beräknar en ”optimal” körplan. Vid planeringen måste man ta hänsyn till uppgifter om kända stopp (t ex underhållsstopp) och andra restriktioner, tex av typen nedsatt kapacitet inom ett visst produktionsavsnitt. Vidare krävs uppgift om önskade volymer av slutprodukter (t ex produktion av papper på olika maskiner). Programmet föreslår sedan en körplan som timme för timme två till tre dygn framåt

specificerar körhastigheterna i olika avdelningar. I det program som beräknar planen utnyttjas ett kriterium som innebär att man satt ett ekonomiskt värde på olika faktorer. Produktionsvärdet på de olika slutprodukterna är en självklar del i ett sådant kriterium. men det är också vanligt att man sätter ett värde på att få en plan som innebär så få produktionsomställningar som möjligt. Man vill också undvika stopp till följd av att olika lager blivit tömda eller fyllda. Ojämn körning i en fabrik medför kvalitetsstörningar. högre energi- och kemikalieåtgång liksom ökad risk för miljöutsläpp. Utnyttjandet och styrningen av buffertlagren mellan avdelningarna är härvid viktig för att samtidigt hålla en beredskap inför oplanerade stopp och störningar.

Systemet räknar också ut olika konsekvenser av en given plan tex prognosticerad förbrukning av ånga och elenergi. Information från system av detta slag presenteras vanligen på bildskärmar. Med hänsyn till den stora risken för oplanerade händelser (störningar) i en massa- och pappersfabrik är det självklart viktigt att systemet snabbt (inom några minuter) kan ge nya planer.

Det ovan nämnda ekonomiska kriteriet anger inom vilka områden man räknar med att de ekonomiska vinsterna av en förbättrad driftsamordning är störst. Vad man kan påverka är således såväl kapacitetsutnyttjande som produktkvalitet och förbrukning av vedråvara. kemikalier och energi.

Att kvantifiera effekterna av förbättrad driftplanering är svårt och definitiva data från existerande system saknas. Detta hänger bl a samman med att en fabrik ständigt förändras och att nya styrsystem också påverkar arbetssättet. En ytterligare svårighet är att den analys av processystemet som planeringen och specifikationen av styrsystemet inneburit i sig lett till insikter om möjliga förbättringar. Effekterna måste även mätas och jämföras över långa tidperioder under vilken marknadsförutsättningar, råvarupriser etc kan ha ändrat sig väsentligt.

Utifrån statistik finner man att en fabrik i genomsnitt förlorar ca fem procent av produktionen genom att störningar fortplantar sig mellan avdelningar och det har beräknats att närmare hälften av dessa förluster kan undvikas genom en förbättrad samordning. Eftersom denna förbättring (och andra vinster) uppnås med en förhållandevis liten investering i en befintlig anläggning så finner man att de ekonomiska vinsterna är mycket stora. Vi kan som exempel ta en större sulfatfabrik som producerar 400 000 ton massa per år och som har ett täckningsbidrag på s k marginella ton av 1 500 kronor per ton. En produktionsökning om två procent svarar här mot en intäktsökning av tolv millioner kronor per år. Äterbetalningstiden för ett system av detta slag torde ligga på mellan ett och två år. Till detta kommer *- _— . värdet av en förbättrad information inom hela fabriken. vilket bl a måste upplevas som positivt av olika befattningshavare. Det upplevs förhoppnings- vis som ett mervärde att kunna känna till vad som händer i olika delar av fabriken. Detta år i dag i vanliga fall inte möjligt. Vidare kan framhållas att informations- och datorsystemet i regel kan användas också för andra uppgifter vilket nästa exempel visar.

' Massa- och pappersin- dustrin har under de senaste tio åren investe- rat drygt 1,6 miljarder kronor i den yttre mil- jövärden, vilket resulte- rat i en halvering av utsläppen i luft och vat- ten samtidigt som pro- duktionen fördubblats.

Figur 8.2. Sambandet mellan produktionsvoly- men massa— papper och utsläpp till luft och vatten 1955—1985, Källa: STFI.

Utsläpp tusen ton/år

900 800 700 600

1 955 60 65 70 75 80

8.2.1.2 System för datorbaserad uppföljning av miljöutsläpp

Inom ramen för ett miljövårdsprojekt. NORDMILJÖ 80. som bedrivits i samarbete mellan skogsindustrierna i Finland, Norge och Sverige till en ungefärlig kostnad av tolv millioner kronor. har bl a utvecklats och installerats ett datorbaserat system för uppföljning av de miljöpåverkande utsläppens omfattning i ett massa- och pappersbruk. Då projektet startade (1975) konstaterades bl a att de mättekniska förutsättningarna för att följa en anläggnings utsläpp och miljöpåverkan var otillfredställande. Ett faktum var också att miljövårdsbetingade processmodifieringar och slutningar av vätskeflöden bidrog till att komplicera fabrikerna med ökade risker för överrinningar av cisterner m in som följd. Sett i perspektivet av högre priser för ved, kemikalier och energi och stigande lönekostnader, i förening med ökade kontrollkrav från myndigheterna. bedömdes en effektivare miljö— vårdskontroll som önskvärd och nödvändig. Det blev. inte minst mot bakgrund av den tilltagande användningen av datorer för styrning och övervakning. naturligt att fråga sig om inte ett systemanalytiskt angreppssätt kunde ge värdefulla hjälpmedel.

Utsläppen från skogsindustrin har under den senaste tioårsperioden nedbringats avsevärt i absoluta tal vilket visas i figur 8.2. Tar man dessutom i beaktande att produktionsvolymen stigit avsevärt under samma period blir förändringen än mer drastisk). Kostnaderna för ytterligare förbättringar stiger nu emellertid brant. Förbättringarna har hittills åstadkommits dels

Massaproduktion samt Utsläpp icke integrerad tusen ton/år

pappersproduktion milj ton/år

&!

wwåmm

Luktämnen

85 1955 60 65 70 75 80 85

” Utgör ett mått på utsläppens syreförbruk- ning i recipienten.

genom förändringar i processerna (t ex systemslutning och ändringar i kritiska apparater), dels genom externa reningsanordningar. Det är förknip- pat med tekniska och ännu inte helt klarlagda svårigheter att gå vidare med slutningsåtgärder. Den externa reningen är ekonomiskt betungande, både från kapital- och driftkostnadssynpunkt (energikostnader bl a).

Det sätt att påverka utsläppen som Nordmiljö 80 arbetat med går ut på att styra och vidta sådana åtgärder i processen att utsläppen begränsas utan att produktionsresultatet försämras. Det blir då framförallt s k tillfälliga utsläpp som reduceras. En förutsättning för styråtgärder är en snabb uppföljning av utsläppens omfattning och utveckling, vilket betyder att avvikelser från det normala ska upptäckas tidigt. Det gäller därför att mäta så nära processerna som möjligt och att använda i huvudsak kontinuerligt registrerande instru— ment.

Värdet av fibrer eller kemikalier är givetvis störst så länge de behålls i processen. Sker ett utsläpp sjunker värdet för att bli noll någonstans på väg till recipienten. Omvänt gäller att kostnaden som utsläppet förorsakar stiger ju närmare recipienten man kommer. Kalkyler visar att det ekonomiska värdet av de fibrer och kemikalier som kan behållas genom förbättrad uppföljning och styrning är avsevärt. För en tänkt fabrik som tillverkar 250 000 ton blekt sulfatmassa och som är byggd på 1960-talet har besparingspotentialen per år beräknats till 1,5—2,5 Mkr, varav energibespa- ringseffekter utgör en icke oväsentlig del. Betingelserna varierar visserligen starkt från en fabrik till en annan, men det framstår klart att datorbaserad uppföljning av utsläpp även ur rent ekonomisk synvinkel kan utgöra en motiverad investering.

Ett system för uppföljning av utsläpp bör innehålla de delar som framgår av figur 8.3. Vad man vinner är att man:

E aktivt kan påverka utsläppsmängderna El kan integrera miljöskyddsarbetet med den övriga driften E kan optimera dimensioneringen av extern rening D kan få beslutsunderlag för investeringar

förhoppningsvis kan förenkla rapporteringen till myndigheterna.

För att förverkliga ett system av denna typ krävs att några väsentliga förutsättningar är uppfyllda:

man måste arbeta med ändamålsenliga mätstorheter (parametrar), enligt vilka de skogsindustriella utsläppen värderas i förhållande till sina miljöeffekter _ man måste ha möjlighet att säkert utföra de nödvändiga mätningarna och analyserna

C man måste ha kvantitativ kunskap om sambandet mellan hur processer körs och de resulterande utsläppen.

Ett system för uppföljning av utsläpp har följande huvuduppgifter:

D systemet ska kunna förvarna om utsläppsökningar. För detta utnyttjas exempelvis övervakning av kolmonoxidhalten i en sodapannas rökgaser för förvarning om svavelväteutsläpp eller fyllnadsgraden i tankar för förvarning om överbräddning till golvavlopp

PROCESSYSTEMET

. MÄTVÄRDES- BEARBETNING

. INFORMATIONS- BEHANDLING

. INFORMATIONS- LAGRING

HUR VAR _ (DATOR) VAD MATA?

PRESENTATION

SNABBA RESP. . NULÄGE LÅNGSIKTIGA

ÅTGÄRDER . LARM

. RAPPORTER Figur 8.3 Summarisk beskrivning av huvudde- . EXTERN larna i ett system för (STYRNING) RAPPORTERING uppföljning av utsläpp och därav betingade åt- (DATATERMI NAL) gärder.

Källa: STFI.

systemet ska ge snabb information (t ex larm och underlagför åtgärder) då en utsläppsökning fastställts. För detta utnyttjas mätningar i golvavlopp eller rökgaskanaler av mängden föroreningar systemet ska ge en väl strukturerad och informativ intern rapportering om utsläppens omfattning och utveckling till olika befattningshavare. Syste- mets rapportering omfattar dygns-, vecko- och månadsrapporter D systemet ska ge underlag inför investeringar som avser att långsiktigt förbättra möjligheterna att styra utsläpp och annan miljöpåverkan.

Ett system för uppföljning av utsläpp har normalt så omfattande uppgifter att det bör vara datorbaserat. System av denna typ har att hantera stora informationsmängder och ska fungera dygnet runt oavsett hur utsläppen utvecklas eller fabriksförhållandena i övrigt ändras.

Stora Kopparberg-Bergvik AB hade vid sin ut- och ombyggnad av Skutskärsverken beslutat installera datorbaserad uppföljning av utsläpp. Det fanns därmed goda förutsättningar för ett samarbete mellan företaget och

projektet Nordmiljö 80 i syfte att realisera ett system efter de principer som angetts ovan. Samarbetet har omfattat beslut om omfattning och projekte- ring, installation och idrifttagning samt uppföljning av systemets funk- tion.

Omfattning och ambitionsnivå hos systemet har specificerats med hänsyn till bl a fabrikens utformning, omfattningen och andra karaktäristika för olika typer av utsläpp, de möjligheter som bedömdes finnas att reducera utsläppsmängderna från olika delar av fabriken samt givetvis de personella och ekonomiska resurser som förelåg. I systemet ingår en mängd kontinu- erligt arbetande instrument som registrerar utsläppsmängderna i luften, flödena i olika avlopp, nivåerna i buffertlager, tankar och filtertråg m m. Signalöverföringen sker i den nya delen av fabriken med kabel och i den gamla delen med ett datatransmissionssystem som utnyttjar telefonledning- ar. Informationen bearbetas i en för fabriksdriften central minidatorl. Larm och information om utsläppsökning når Skiftgående personal via bildskärmar i tre kontrollrum. Rapporter skrivs ut på printer.

Operatörer eller driftplanerare får vid larmtillfället på bildskärm tillgång till information som underlättar lokalisering av utsläpp och initiering av riktiga åtgärder. Systemet har tex möjlighet att självt konstatera vissa utsläppsorsaker. Signalbehandlingen utförs så att larm endast utlöses då det är motiverat att operatör ingriper. Utsläppsökningar som är en följd av medvetet tagna beslut utlöser inte larm men registreras självfallet och återfinns i rapporteringen. En viktig egenskap är att operatörerna på bildskärmen får information om vissa instrumentfel. De konduktivitetsmäta- re som löper störst risk för nedsmutsning övervakas och mätarna för suspenderat material har inbyggd funktionsövervakning. För tilltron till informationssystem är det nödvändigt att instrumentfel inte leder till felaktiga åtgärder i processen. Tillgängligheten hos instrument är vid alla styrsystemtillämpningar av avgörande betydelse.

Information om orsakerna till utsläppen lagras och sammanställs av datorn för valfri period. Detta ger underlag för mer varaktiga förändringar, tex investeringar.

8.2.1.3 Styrning av pappersmaskiner

Inom massa- och pappersindustrin är styrning av pappersmaskiner den klassiska tillämpningen av datorstöd. Ca hälften av alla datorsystem i produktionen används för detta ändamål såväl i Sverige som i världen i övrigt. Ett s k ”ytvikt och fuktstyrsystem” är i det närmaste en självklarhet för alla pappersmaskiner utom de allra minsta. Styrsystemet betraktas i dag som en del av processutrustningen och det torde endast vara för små maskiner som man gör några mer omfattande ekonomiska kalkyler för att 1 Datorn Vid Skutskärs- motivera ett datorsystem. De flesta installerade systemen är starkt standar- ;;åäinuhar iefiårnetiltål diserade s k ”paketsystem" (se avsnitt 8.2.2). utnyttjaglilgen ax; skiftgå-

Pappersmaskinen fungerar så (figur 8.4) att en blandning av fibrer och ende driftplanerare för vatten i låg koncentration (pappersmälden) sprutas ut på ett s k viraparti där den typ av produktionS- en avvattning sker. Därefter pressas vatten ur arket som sedan löper i 523")deng som beSkfi' kontakt med en serie ångvärmda cylindrar för slutlig torkning. När arket ms 1 avsnm 8'2'1'1' rullas upp har det en torrhalt om sju till åtta procent. Maskinen kan vara

Pappersmälden strömmar ut ur inloppslädan till vänster och rullas upp till höger efter passage av tork- partiet. De skuggade delarna indikerar mät- och styrutrustning. Mätramar med traverserande givare är en karaktäristisk del av ett pappersmaskinstyrsystem.

Figur 8.4 Schematisk bild av pappersmaskin.

Källa: STFI.

utrustad med utrustning för t ex glättning och bestrykning.

En modern pappersmaskin kan ha en bredd av åtta till tio meter, vara flera hundra meterlång och köra med hastigheter upp mot 1 000 meter per minut. En stor pappersmaskin kan producera 150 000—250 000 ton papper per år. Den utgör en mycket stor investering för ett företag.

Det grundläggande styrproblemet vid papperstillverkningen är följande. Papperet säljs normalt till en viss ytvikt (gram/ml). Man definierar också en viss fukthaltsnivå i papperet. Det får varken vara för torrt eller för fuktigt. Man sätter också krav beträffande exempelvis styrkeegenskaper (för kraftpapper) eller optiska egenskaper (för tryckpapper). Eftersom fiberrå- varan är dyr gäller det självklart att producera den definierade kvaliteten och ytvikten med minsta mängd fibrer och största mängd vatten. En procenten- hets förskjutning innebär betydande värden för en stor maskin. Vid tillverkningen är målet att dosera en helt jämn fiberblandning under en längre tidsperiod, sprida denna jämnt tvärs maskinen och sedan utföra alla moment i maskinen under konstanta betingelser. Att reglera mäldens koncentration och sammansättning är dock mycket svårt. Stora variationer är vanliga. Vidare ändrar sig betingelserna i maskinen, exempelvis kan torkfilter sätta igen. Det är också vanligt att defekter i papperets tvärriktning uppkommer. Ojämna egenskaper tvärs banan kan förorsaka stora bekym- mer i den vidare pappersförädlingen.

Före introduktionen av direkt anslutna mätgivare för ytvikt och därtill hörande styrsystem gick ytviktsregleringen så till att man vid rullbyte (kanske var 30:e till 40:e minut) skar ut prover som blev föremål för laboratorieana- lys. Det betyder att korrigerande ingrepp kunde ske bara var 30:e till 40:e minut. Endast störningar av timmars längd kunde regleras bort.

I dag har man ständigt traverserande mätgivare i maskinens ”torrände” strax före upprullningen. Dessa har en traverseringstid som bara är någon minut. Detta är i och för sig mycket nog då produktionen under en minut kan uppgå till 10 000 m2 papper. Störningar kan dock i dag åtgärdas inom så kort tid som tio minuter.

För pappersmaskinstyrningen har ett stort antal reglerfunktioner utveck- lats och framgångsrikt utnyttjats. Avsevärda ekonomiska vinster har uppnåtts genom användningen av dessa reglerfunktioner för ett brett spektrum av papperskvaliteter. Typiska resultat är ökad produktion och minskade kvalitetsvariationer. Minskad spridning i produktkvaliteten med- för att de värden för ytvikt och fukt som utnyttjas för att styra produktionen kan sättas närmare önskade medelvärden vilket i sin tur innebär minskad fiberåtgång. Andra påtagliga fördelar är minskade kassationer och kundre- klamationer samt ökad processkunskap. De datoriserade reglerfunktioner- na för en pappersmaskin brukar uppdelas i tre nivåer:

Basfunktionerna omfattar reglering av ytvikt och fukt genom styrning av massaflödet till maskinen och torksektionernas ängtryck. Exempel på andra basfunktioner är styrning av torksektionerna vid banbrott och uppstartning av maskinen.

Exempel på nästa nivå är reglering av inloppslådans tryck och koncentra- tion, samordnade hastighetsomställningar och hastighetsoptimering. Datorn kan också minnas ett stort antal recept och kan snabbt ställa om produktionen till en annan kvalitet.

Den tredje nivån består av relativt stora programpaket som arbetar med ett större antal signaler till eller från processen. Kvarnstyrning (mäldbered- ning) och styrning av flerskiktskartong är exempel på sådana funktionspa- ket.

Ett länge uttalat önskemål från papperstillverkarnas sida har varit att kunna styra kvalitetsvariabler tvärs pappersbanan. Detta har realiserats under de senaste åren vad beträffar tjocklek och fukthalt. Styrning av fiberviktsprofilen utvecklas på några olika håll i världen, bl a vid Svenska Träforskningsinstitutet.

Mättekniken är utan tvekan den svåraste delen av processtyrningen. I moderna mätutrustningar för pappersmaskinstyrning utnyttjas datortekni- ken på en rad olika sätt för att uppnå högsta möjliga noggrannhet och långtidsstabilitet i mätvärdena. Datorn utför bl a signalbehandling, standar- disering, kalibrering och rimlighetstestning samt skriver ut rapporter över givarstatistik till ledning för serviceingenjören. Trots detta krävs det regelbundna manuella kontroller och dagligt förebyggande underhåll för att tillfredsställande mätresultat skall uppnås. Det gäller därför för både leverantörer och användare att inte underskatta behovet av mättekniskt kunnande och löpande underhåll. En studie från 1974, genomförd av Svenska Pappers- och Cellulosaingenjörsföreningen (se avsnitt 8.2.2), påvisade bland annat följande beträffande pappersmaskinstyrsystem:

systemens tillgänglighet var större än 99 % i 70 % av fallen och mellan

97—99 % i 26 % av fallen

— det ekonomiska utfallet var i majoriteten av avgivna svar över eller ungefär enligt förkalkyl. Som ett medelvärde av uppgivna svar (17 st) angavs att systemen täckte sin årliga kostnad 3,7 gånger.

Styrning av pappersmaskiner har varit en synnerligen framgångsrik dator— applikation. Framgången grundar sig främst på den goda lönsamheten, som varit enkel att kvantifiera inför beslutsfattare, och hög tillgänglighet hos systemen.

Idag är som nämnts datorstyrningen sedan flera år en helt integrerad del av produktionssystemet varför det inte längre är möjligt att särredovisa de ekonomiska fördelarna. För att ändå indikera det ekonomiska värdet av datoriserad pappersmaskinstyrning återges nedan en beräkning i globalt perspektiv som redovisats av David Bossen. Bossen är Vd i företaget Measurex som är ett av de två amerikanska företag som dominerar för-

( säljningen av pappersmaskinstyrsystem i världen. Det finns omkring 1 570 sådana system runt om i världen och av dessa är ca hälften installerade av Measurex.

Enligt Measurex, beräkningar, som baseras på vissa förutsättningar, sparar varje datorsystem i drift i medeltal fyra procent fibrer. Vinsten härrör från höjning av fukthalten, ökning av ersättningsmaterial för fibrer tex fyllmedel och minskning av papperets ytvikt.

Medelproduktionen för maskiner med installerade system är ca 55 000 ton per år. Således är den årliga fiberbesparingen för alla datoriserade pappersmaskiner över hela världen omkring fyra miljoner ton. Bossen uppskattar värdet av denna fiberbesparing till en miljard dollar. Som en parentes kan nämnas att fyra miljoner ton massa ungefär motsvarar 55 miljoner träd!

Den årliga besparingen på fyra miljoner ton massa betyder förutom råvarubesparing också besparing av kemikalier, energi och utrustning i framställningsledet.

Kemikaliebesparingen vid pappers- och massatillverkningen uppskattas till omkring 125 miljoner dollar per år. Energibesparingen är 13 miljoner fat olja — eller enligt Bossens kalkyleringsgrund omkring 260 miljoner dollar. Energibesparingen sker i pappersmaskinen genom att ökad fukthalt och minskad ytvikt i sin tur minskar behövlig mängd ånga för att torka pappersprodukten. Energi sparas också i massaframställningen genom det med fyra miljoner ton minskade massabehovet.

Besparingen i kapitalkostnader härrör från att industrin skulle kunna producera samma mängd papper utan att investera i massaframställnings- kapacitet för fyra miljoner ton per år. Man kan också se det så att industrin genom de aktuella datorsystemen i realiteten kunnat öka produktionskapa- citeten.

Om man antar att kapitalbehovet för en integrerad massa- och pappers- fabrik är 300 000 dollar för att producera ett ton papper om dagen, och att ett bruk i medeltal körs 340 dagar per år, får man enligt Bossen en i varje fall hypotetisk investeringsbesparing på 3,5 miljarder dollar.

Summering: Världens 1 570 pappersmaskinstyrsystem, som motsvarar en investeringskostnad på ca 785 miljoner dollar, resulterar enligt Bossen i en fiberbesparing på fyra miljoner ton per år till ett värde av ca en miljard dollar. Vidare sparas 125 miljoner dollar i kemikalier per år och 260 miljoner dollar i energi per år. Om effekten av datorstyrningen av pappersmaskiner kunnat beaktas vid uppbyggnaden av tillverkningskapaciteten i världen skulle man kunnat spara 3,5 miljarder dollar i kapitalutgifter.

De ovanstående resonemangen kan i vissa avseenden diskuteras. Eftersom det är en leverantör som lägger fram kalkylen är det möjligt att vinsten av datorstyrning överskattats. Icke desto mindre torde siffrorna illustrera det faktum att datorstyrning av pappersmaskiner hittills varit mycket lönsam. Siffrorna motsvarar en återbetalningstid på mindre än ett år.

8.2.1.4 Datorstyrning av massatvätt

Datorbaserad styrning av massatvätt har fortfarande en relativt begränsad spridning. Exemplet medtas här främst därför att det illustrerar sambanden mellan förbättrad miljövård och energibesparing (exempelvis kräver en biologisk reningsanläggning stora mängder elenergi).

Vid framställning av kemisk massa kokas vedflis tillsammans med aktiva kemikalier i en kokare, se figur 8.5, varvid de ligninämnen som binder

Flis+lut

7. Vitlut + svartlut

9. IMPREG- NERINGS- ZON

KOKCIRK.

11.NEDRE KOKCIRK.

12. KALORI— SATORER

13. KOKZON

6.TOPPCIRK.

Svartlut 14. AVD RAG IIIIIII%II

1.FL|SFICKA

2. FLISMÄTARE

3. LÅGTRYCKSKIK 4. BASNINGSKÄRL

15. TVÄTT- ZON

Flis

Flis+lut

Vätska ©

Figur 8.5 Kontinuerlig sulfatkokare av hydrau- TVättVätSka [isk typ med inbyggd kokartvätt längst ned. Efter kokaren följer ytterligare tvättsteg.

8. KOKAREN Källa: STFI.

samman cellulosafibrerna i veden utlöses. Vid kokningens slut föreligger således mer eller mindre frilagda fibrer i en vätska av kemikalierester och utlöst vedsubstans. Kemikalie- och energiinnehållet i denna vätska betingar ett stort värde.

Massatvättningens uppgift är att avskilja fibrerna från den ”nedsmutsade” vätskan vilken efter indunstning går till den s k sodapannan. I sodapannan sker en komplicerad förbränningsprocess som innebär dels att den utlösta vedsubstansen förbränns med ånggenerering som följd, dels att kokkemika- lierna återvinns och därefter omvandlas till ny, aktiv kokvätska. Den producerade ångan används för att täcka en stor del av fabrikens energibehov.

Massatvättningen tillgår i princip så att massan i olika steg utsätts för uttvättning med vatten. Olika processapparater finns för ändamålet, tex tvättfilter. Vid kontinuerliga kokare sker en första tvättning i regel i själva kokaren, se figur 8.5. Oftast sker tvättningen i en motströmskedja som innebär att det renaste vattnet påförs i sista steget. Den då uppkomna ”smutsigare” vätskan påförs ånyo i föregående steg. Hela tvättsystemet är komplicerat. Stora vätskemängder ska hanteras och balanseras och det finns flera lagringstorn inbyggda för att ge ”spelmöjligheter” vid varierande betingelser. Att styra ett tvätteri kan sägas vara ett produktions- styrningsproblem (jfr 8.2.1.1) i miniatyr.

Problemet vid massatvättning är följande. Den färdigtvättade massan måste ha en viss renhet. Det starkaste kravet härvidlag definieras av de miljövårdande myndigheterna som, i varje fall hittills, funnit det ändamåls- enligt att ta den s k "tvättförlusten" i massan vid tvättningens slut som ett mått på fabrikens miljöpåverkan. Man menar att lösta kokrester i senare avsnitt av fabriken går till utsläpp och således belastar miljön. Fabrikerna åläggs således maximala tvättförluster mätt som månadsmedelvärden. Självklart är det lättare att nå en ren massa ju mer vatten man använder för tvättningen. Att indunsta tvättvätskan före förbränning i sodapannan är å andra sidan synnerligen energikrävande. Varje onödigt påförd vattenmängd för tvättning ger en direkt förlust i indunstningen.

Det gäller således att styra tvättningen mot ett jämnt tvättresultat som är ”optimerat”, så att onödiga vattenmängder inte används. Problemet försvåras av att man i samband med störningar vid massakokningen, framför allt vid uppstarter efter stopp, lätt erhåller förhöjda tvättförluster. Eftersom medelvärdet är fastslaget av myndigheterna måste man därför under stor del av drifttiden "övertvätta" massan för att hålla tvättförlusten nere. Sådan ”övertvättning” kräver oproportionerligt mycket tvättvatten och på så sätt blir indunstningsprocessens ångförbrukning oproportionerligt stor.

Vid Svenska Träforskningsinstitutet startades för tre år sedan ett av branschen stött utvecklingsprojekt i syfte att bemästra problemet. (Flera skogsföretag har också själva, på olika ambitionsnivåer, arbetat med problemet tvätteristyrning). Inom detta projekt har man lyckats klarlägga att det i princip är fullt möjligt att begränsa förhöjningar av tvättförlusten i samband med kokarstörningar och därmed minska behovet av ”övertvätt- ning". Detta förutsätter emellertid i praktiken att man kan behärska störningsförloppen på ett noggrant och säkert sätt. Man måste då använda sig av datorbaserad tvätteristyrning, bl a för att kommunikationen mellan de

Skiftgående operatörerna och automatiseringsutrustningen ska bli enkel.

Man har kunnat konstatera att det finns stora vinster att göra med förbättrade styrstrategier vid tvättning. Speciellt gäller detta vid kokarstör- ningar och uppstart. Beräkningar visar att användningen av de nyutvecklade styrstrategierna innebär en praktiskt uppnåelig besparingspotential om ca 500 m3 olja per år i en större sulfatfabrik. För svensk massaindustri totalt kan besparingen röra sig om 25—50 GWh/år och detta kan uppnås utan att den s k tvättförlusten ändras. Resultatet är således att man utan att ge avkall på kravet från tillsynsmyndigheterna kan göra energibesparingar och åstadkom- ma en jämnare och säkrare drift. Minskad spridning i tvättresultatet har utöver energiaspekten ett intresse i sig vid tillverkning av vissa papperskva- liteter. Exempelvis kan lukt- och smakproblem uppstå i livsmedelsförpack- ningar om massan tvättats för dåligt.

8.2.1.5 Datoriserad hantering av pappersrullar

Papperstillverkningsprocessen har som slutprodukt pappersrullar av olika dimensioner. Papperet i dessa rullar vidarebehandlas sedan till olika pappersprodukter som tidningar, säckar, ark, wellpapp m in. En liten del av produktionen i Sverige omvandlas till ark direkt i det producerande pappersbruket. Beroende på papperets användningsområde ställs olika krav på dess egenskaper. Pappersbrukens kunder ställer, förutom kvalitetskrav, även krav beträffande dimensioner och papperslängd för de rullar de köper. Kraven kan variera starkt mellan kunderna, bland annat beroende på deras maskinella utrustning, t ex tryckpressar och utrustning för säcktillverk- ning.

Papperstillverkningen är en kontinuerlig process fram till det att pappers- banan rullas upp på den s k maskinrullen vars bredd kan variera mellan två och tio meter (se figur 8.4). När maskinrullen nått en viss storlek byts den under drift ut mot en tom rulle. Den färdiga maskinrullen flyttas till rullmaskinen och skärs där upp i mindre rullar med bredder och längder som motsvarar kundernas krav.

För att man skall utnyttja maskinrullen väl är det önskvärt att summan av bredden av de rullar som skärs så nära som möjligt motsvarar pappersbanans bredd. För att inte få för stort spill vid denna s k trimplanering måste vanligen varje skärning innehålla rullar som är beställda av olika kunder.

Från och med rullmaskinen måste man således hålla reda på varje enskild rulle. Rullarna tilldelas därför ett unikt kodnummer vid rullmaskinen. Rullar som inte blivit godtagbart rullade i rullmaskinen kan rullas om innan de går vidare till vågstationen, se figur 8.6. Kodnumret gör det möjligt att identi- fiera rullarna vid vägen, trots att rullar från flera olika pappersmaskiner och flera olika kundbeställningar blandats. Rullarnas vikt och antal rullar som tillverkats inom varje beställning registreras. Därefter förpackas och märks rullarna innan de går ut till lagret. Märkningen sker oftast med en etikett innehållande kund- och rulluppgifter. Rullhanteringen innebär således både en fysisk hantering och en hantering av information knuten till rullarna. Hanteringen av informationen har två huvudsyften, nämligen:

— identifiering och märkning av rullarna — produktionsregistrering via vägning.

Figur 8.6 Exempel på fysisk hantering av rul- lar.

Källa: STFI.

Maskinrulle

Rullmaskin Rullmaskin

"Nakna" kundrullar

Omrullnings- maskin

E mballerade

kundrullar x

Rullager

Vid en datorisering av rullhanteringen brukar man låta en dator överta hanteringen av denna information. En dator är då kopplad till vågstationen och till olika enheter i packmaskinen, t ex till en operatörsarbetsplats och en etikettskrivmaskin. Datorn kan också vara kopplad till olika "växlar” i rulltransportsystemet. Operatörsarbetsplatser kan även finnas vid rullmaski- nen och vid (intaget till) rullagret.

Ett datorbaserat rullhanteringssystem har vissa fördelar jämfört med ett manuellt system. De främsta fördelarna är:

personalbesparing högre kapacitet i packmaskinen

korrektare märkning effektivare produktionsuppföljning och effektivare administrativa ruti- ner.

Personalbesparingarna sker både bland skiftgående och administrativ personal. Genom den högre kapaciteten kan man ofta klara sig med färre våg- och förpackningslinjer. Man får bättre möjligheter att kontrollera rullarnas kodnummer vilket minskar risken för felmärkning och därav följande felleveranser. Produktionsrapporteringen blir snabbare vilket ger bättre underlag för uppföljning av produktionsplaner. De försäljningsadmi- nistrativa rutinerna får härigenom också ett bättre informationsunderlag.

I dag finns ett flertal olika datoriserade rullhanteringssystem på markna- den och flera system har installerats i Sverige. Större svenska bruk tycks dock vilja utveckla egna system för att därigenom få möjlighet att "skräddarsy" systemen för det egna brukets specifika behov.

Det ställs höga krav på ett rullhanteringssystems tillgänglighet. Ett stopp kan innebära en mycket allvarlig störning och kan innebära att pappersma- skinen måste stoppas. Detta medför att man måste ha kunnig personal vid bruket som kan ge service åt datorn med kringutrustning. För mindre bruk, som inte har egen sådan kapacitet, kan det därför vara svårt att införa och underhålla ett datorbaserat rullhanteringssystem.

För personal vid vågstationen och packmaskinen innebär ett datorbaserat system färre arbetsmoment, främst beträffande märkning och registrering av rullar. Arbetsuppgifterna blir i dessa avseenden mera av övervakningska- raktär. Det finns därmed en risk att arbetsuppgifterna utarmas. Detta är emellertid ingen oundviklig konsekvens. Om det datorbaserade systemet utformas så att dess roll som hjälpmedel betonas och personalens överblick över produktions- och orderläget förbättras, bör ett datorbaserat rullhante- ringssystem i stället kunna upplevas som positivt av personalen.

8.2.2. Uppskattning av antalet installerade styrsystem

Inom massa- och pappersindustrin i Sverige har man vid ett par tillfällen inventerat befintliga styrsystemtillämpningar. En mycket omfattande studie, "Datorstyrning och -kontroll i massa- och pappersindustrin”, utfördes under juni—augusti 1974 (dokumenterad som Meddelande nr 24 från Svenska Pappers- och Cellulosaingenjörsföreningen). Enkäten har följts upp med mer begränsade studier som givit statistiskt underlag per november 1975 och januari 1978. Ytterligare enkäter har inte genomförts inom ramen för denna utredning utan de fakta och trendframskrivningar som i fortsättningen presenteras baserar sig i allt väsentligt på de anförda undersökningarna och på vad som i övrigt är känt beträffande utvecklingen. Anmärkas kan att massa- och pappersindustrin också i andra länder efter hand genomfört undersökningar med syfte att belysa omfattningen av styrsystemtillämpning- ar.

För att rätt förstå den statistik som här ges för massa- och pappersindustrin är det nödvändigt att definiera vad som i detta sammanhang menas med

system och paketsystem.

För det första omfattar uppgifterna angående antalet systern endast informations- och styrsystem som använder sig av en dator och är knutna till produktionen. I övrigt kan systemen i och för sig vara enkla. Om en dator styr flera delprocesser i fabriken, räknas varje sådant styrsystem separat.

Med paketsystem avses system som offereras till givna specifikationer från en leverantör (standardiserade system). De köps således ”nyckelfärdiga” för bestämda uppgifter. Icke-paketsystem tas i regel fram av systemgruppen inom användarföretaget, eventuellt med extern hjälp. I materialet har ut- vecklingsprojekt, som senare lett till paketsystem, inte räknats som paketsystem. Här måste emellertid framhållas att det många gånger är svårt att göra en strikt åtskillnad mellan paketsystem och icke-paketsystem.

Som ett sammanfattande omdöme beträffande styrsystemtillämpningar i svensk massa- och pappersindustri kan sägas att utvecklingen inom området varit snabb de senaste sex till sju åren. Detta framgår av figur 8.7. Man noterar en tillväxt på ca 30 system per år, vilket i början av 1980 torde ha inne- burit att totalt ca 250 datoriserade styrsystem installerats. I figuren framgår tydligt det genombrott för minidatorbaserade standardiserade system för främst pappersmaskinstyrning som inträffade kring 1970.

Om man jämför med massa- och pappersindustrin i världen totalt, kan man uppskatta att där för närvarande finns ca 2 500 styrsystem. Tillväxttakten är ca 300 system per år. Standardiserade system för styrning av pappersmaski- ner dominerar kraftigt. Antalet sådana system uppgår till mer än 1 600. Av materialet i enkäten framgår vidare att antalet styrsystem överstiger antalet datorer eftersom i många fall en och samma dator utför flera styrsystem- tillämpningar. Som exempel kan nämnas att då man i november 1975 redovisade 130 styrsystemtillämpningar redovisades samtidigt 70 datorer, d v si medeltal två tillämpningar per dator. Trenden torde emellertid alltmer gå mot ett system per dator.

Fördelningen mellan paketsystem och övriga system var tämligen jämn vid

200 200

150 150

100

_. O 0

Antal system

50 50

Figur 8. 7 Utvecklingen av antalet datorstyrsystem i svensk massa- och pap- persindustri. 0

Källa: STFI.

undersökningstillfället (augusti 1974). Ett fåtal större företag med egen utvecklingskapacitet svarade för huvudparten av icke-paketsystemen. Rela- tionerna mellan de två systemtyperna torde vara desamma även i dag.

Det kan vara skäl att påpeka att även om bastekniken för datorstyrning förändras mycket snabbt, främst genom halvledarelektronikens utveckling, går det bevisligen inte lika fort att omsätta bastekniken i etablerade industriella styrsystem. Det ger sammanställningen nedan några exempel på. De första hierarkiska datorsystemen byggdes i början av 1960- talet, men det är först mer än tio år senare som sådana system börjar bli en realitet inom skogsindustrin, och då med den nordiska skogsindustrin i en ledande position. Inom Billerud tog man ett datorbaserat produktionsstyrsystem i drift 1968 (jfr 8.2.1.1). Det är dock först nu som man kan påstå att denna typ av system nått någon grad av mognad.

Sammanställningen nedan anger några viktiga händelser i Sverige och världen vad avser datorstyrning inom skogsindustrin.

1958-59 Första industriella datorsystemen, USA 1962-63 Första hierarkiska systemet, USA 1964 Billerud satsar på datorstyrning av processer i Gruvöns Bruk 1966-67 Minidatorn i system 1968 Produktionsstyrningssystem i Gruvön 1972 Mikroprocessorn introducerad 1974-75 Integrerade datorsystem i Sverige. Färgbildskärmar i tillämpning 1976 Mikroprocessorn i industriella system.

I dag torde datorstyrning ha tillämpats för alla väsentligare enhetsprocesser åtminstone någonstans inom svensk Skogsindustri. Utbudet av styrsystem på marknaden är också varierat. Enskilda skogsföretag har genom sina egna systemgrupper härutöver utvecklat system för ytterligare ett stort antal tillämpningar.

Sammanfattningsvis kan följande faktorer nämnas som i hög grad påskyndat spridningen av styrsystemtillämpningar inom massa- och pappers- industrin:

ett stort antal enhetsprocesser (t ex pappersmaskiner och massakokare) har väldefinierade funktioner och relativt likartad utformning oberoende av tillverkare. Det lägger en grund för standardiserade systemlösningar och underlättar erfarenhetsspridning inom branschens område verkar flera styrsystemleverantörer med stor erfarenhet

— fabrikerna är ofta stora vilket innebär att även små förbättringar i produktionsvolym och kvalitet innebär avsevärda vinster vilket självfallet gör det lättare att motivera en styrsysteminstallation branschen är öppen för erfarenhetsutbyte såväl nationellt som interna- tionellt.

8.2.3. Fördelning på olika tillämpningar

Av tabell 8.3 framgår hur styrsystemen fördelar sig på olika tillämpningar. Man kan därur även utläsa vissa trender.

Tabell 8.3 Fördelningen av datorsystem i svensk massa— och pappersindustri på olika

tillämpningar Tillämpningar AUG NOV JAN 74 75 78 Pappersbruk Pappersmaskin- styrning 43 53 80 Rullhantering 3 3 11 Övrigt 4 5 7 Fiberlinje Kokeri 9 15 18 Blekeri 4 4 7 Sliperi 2 3 4 Övrigt 5 5 7 Återvinning Sodapanna 2 2 3 Övrigt 4 4 4 Laboratorium Papper 8 8 11 Övrigt 6 6 8 Produktionsstyrning 3 4 6 Övrigt 7 13 27 Totalt 100 125 193 Källa: STFI.

System för pappersmaskinstyrning svarar för 40 procent av totala antalet system. Varje större pappersmaskin i Sverige i dag har ett datorsystem, minst innehållande ytvikt- och fuktstyrning (jfr 8.213). Under de senaste åren har rullhanteringssystem (jfr 8.215) rönt stort intresse, liksom styrning av raffinörmassatillverkning. Stort intresse har också ägnats fabriksövergripan- de styrsystem (jfr 8.211 och 8.212) men antalet installationer är ännu så länge blygsamt. Av tabellen framgår fördelningen mellan papperstillverk— ning och massaframställning inklusive kemikalieåtervinning (se figur 8.1). Tillämpningar i pappersbruk svarar för ca 55 %, medan tillämpningar i massabruken inklusive kemikalieåtervinning svarar för ca 25 %. Resterande 20 % utgörs av fabriksövergripande tillämpningar liksom särskilda tillämp- ningar betingade av energi- och miljöhänsyn m m.

Vidare framgår att mycket få tillämpningar finns (avser således jan 78) för framställning av mekanisk massa (t ex för sliperiprocessen). I förhållande till antalet processenheter för kokning och blekning måste antalet styrsystemtillämpningar även här anses påfallande lågt, även om man kan identifiera ett antal möjliga skäl härför.

Det är intressant att notera att man i Finland datoriserar kokare och i synnerhet blekerier i betydligt snabbare tempo än i Sverige. Såvitt bekant finns endast ett fåtal paketsystem för blekeristyrning beställda i Sverige medan det i Finland installerats ett tjugotal.

Vartefter flera datorsystem installeras i en fabrik uppkommer behovet av att införa en struktur. Dels betingas detta av att man vill försöka att rationellt fördela funktioner (arbetsuppgifter) mellan flera datorer, dels vill man låta olika delsystem kommunicera med varandra. Det har blivit vanligt att tala om hierarkiska system.

IBM 1800 IBM 1800

PM 6 Varian/EA

Autolab IBM S/7

Figur 8.8 Schematisk beskrivning av datorkon- figurationen i Gruvöns Bruk (Billerud-Udde- holm). IBM S/370—datorn är belägen i Säffle och engagerad för adminis-

- e . . .. . HP/MX. Hewlett Packard dator levererad av Measur x trattva nllampnmgar.

EA: Systemleverantör Electronic Associates PCS: Mikroprocessorer Källa: STFI.

Den nordiska skogsindustrin var först med att koppla samman datorer till större strukturer. Ett exempel på en mer omfattande struktur ges i figur 8.8 (Gruvöns Bruk, Billerud-Uddeholm). Systemet i Gruvön består som synes av flera datorer. Det har byggts upp under lång tid och är synnerligen omfat— tande. I datorerna finns ett trettiotal styr- och övervakningsfunktioner inlagda. Strukturen har efter hand blivit allt mer decentraliserad främst genom installation av paketsystem.

Ju mer avancerade tillämpningar av datorstöd som utnyttjas desto viktigare blir valet av datorstruktur. För många av företagen inom skogsindustrin är det en huvudfråga hur denna struktur ska byggas upp. Man känner sig osäker om vad som är det bästa alternativet och vill inte hamna i en återvändsgränd. Dessvärre är valsituationen inte alldeles enkel.

System som utnyttjar data från ett informationssystem och som inte har till uppgift att styra en enskild process av typ massakokare eller pappersmaskin utan har mer övergripande uppgifter brukar kallas överordnade system. Varken i Sverige eller i världen i övrigt har sådana system ännu så länge fått någon större spridning. Om man bortser från några system med huvudsak— ligen administrativa funktioner har man i Sverige hittills prövat system för:

Cl Produktionssamordning (produktionsstyrning, driftplanering). Ca sex sådana installationer finns (se 8.2.1.1). Miljöövervakning. Några relativt enkla system finns. Ett mer avancerat system har utvecklats inom projektet NORDMILJÖ-80 (se 8.212).

Figur 8.9 Antalet dator— baserade styrsystem i olika företag per augusti 1974. Ett företag (streck- at) har senare tillkommit.

Källa: STFI.

D Samordning av produktion och förbrukning av energi. Ett fåtal system finns.

Sammanfattningsvis kan två konstateranden göras beträffande dessa över- ordnade systemtyper. Det ena är att det är viktigt att olika system av denna typ integreras till en helhet och kopplas till organisationen i fabriken. Det andra är att området överordnade system är under stark utveckling och att den nordiska skogsindustrin här är ledande.

8.2.4 Spridning mellan anläggningar och företag

Antalet installerade styrsystem varierari hög grad mellan olika företag. Vissa företag satsade redan på 1960-talet på egen kompetensuppbyggnad vilket lett till att man med en blandning av egna system och köpta paketsystem nu har ett ansenligt antal system i företaget. Andra företag har huvudsakligen investerat i paketsystem för pappersmaskiner varför egna resurser för systemutveckling i stort sett saknas. Figur 8.9 redovisar resultatet av en företagsvis jämförelse i augusti 1974. Figuren visar att 21 företag då inte hade något styrsystem. I dag är detta antal väsentligt reducerat och det är endast små fristående skogsföretag som saknar styrsystemtillämpningar. Ett företag hade som synes hela 23 system.

Att det inte finns något starkt samband mellan företagens storlek och antalet styrsystem visar figur 8.10. Antalet är mer kopplat till företagspolicy, erfarenhet och egen utvecklings- och installationskapacitet.

Investeringar i styrsystemtillämpningar görs vanligtvis i samband med investeringar i nya maskiner och anläggningar. Det betyder att utvecklings- insatserna koncentreras till sådana fabriksenheter som expanderar och moderniseras. Huvuddelen av tillämpningarna återfinns därför i de moder— na, stora anläggningarna medan styrsystem är sällsynta i tex mindre och äldre massafabriker. Det kan således på grund av åldersstrukturen vara en stor spridning av styrsystemtillämpningar mellan olika fabriksenheter inom "ett och samma företag.

[21 St

Antal företag _. o

01 _|

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Antal styrsystem

30

Antal styrsystem

O xxxxx—x—x-x 0 0,5 1,0 1,5 2,0 » . , M + 1,5 P (Mton/år) . Foretag med dominerande avsalumassaproduktlon 0 Övriga företag med styrsystem x Företag helt utan styrsystem

8.3 För massa- och pappersindustrin specifika problem i samband med utveckling och användning av styrsystem

Ett sammanfattande omdöme är att massa- och pappersindustrin inte har mött några för denna bransch specifika problem i samband med utveckling och användning av styrsystem. Såväl i Sverige som internationellt hör massa- och pappersindustrin till de mest ”datoriserade” branscherna och då man varit relativt tidigt ute har problem uppmärksammats tidigare än i andra branscher.

Bristen på mätgivare är generellt en begränsning för styrsystemutveck- lingen inom nästan all processindustri. Massa— och pappersindustrin har detta problem i ovanligt stor utsträckning. Det mättekniska problemet förstärks av att mätningarna kräver utomordentligt stor noggrannhet. Maximalt en procents avvikelse är ett vanligt krav. Ofta är också mätmiljöerna mycket svåra. Dessa problem torde dock delas med de flesta processindustrier.

Ett ytterligare, om inte specifikt så i varje fall uttalat, problem sammanhänger med fabrikernas storlek och komplexitet (jfr 8.211). En massa— och pappersfabrik bör egentligen betraktas som en samling av fabriksenheter sammankopplade av ett materialflöde. Detta leder till krav på överordnad styrning för samordning, uppföljning och informationssprid- ning. Denna typ av styrsystem ställer specifika krav på programvaror och särskilt på kommunikationen dator—operatör. Här kan dagens teknik i sin praktiska utformning ännu inte erbjuda den flexibilitet och kostnadsnivå som användarna skulle önska sig. Problemet förstärks av att dessa system

Figur 8.10 Antalet dator- baserade styrsystem i olika företag per augusti 1974 som funktion av företagens storlek. Som mått på storleken har schablonmässigt tagits massaproduktionen plus 1,5 gånger papperspro- duktionen.

Källa: STFI.

dessutom blir dyra genom sin omfattning. Motiveringarna bakom en installa— tion måste således vara starka.

8.4 Effekter av användningen av styrsystem

8.4.1 Allmänna synpunkter

De tänkbara effekterna av och motiven för styrsysteminstallationer inom massa- och pappersindustrin är flertaliga tex:

ökad produktionsvolym (kapacitetsutnyttjande) C råvarubesparing (basråvaror, tillsatsråvaror)

energibesparing

E miljöförbättring (såväl extern som intern) D minskat behov av arbetskraft men framför allt berikat arbetsinnehåll 3 bättre samordning marknad produktion eller råvarutillförsel — produk- tion

3 effektiviserat underhåll.

I de flesta fall medverkar ett styrsystem till att uppfylla flera av ovanstående motiv. Jämn produktkvalitet och råvarubesparing är exempelvis ofta med varandra sammanhängande effekter. Man kan också finna flertaliga exempel på motstridiga intressen, ansträngningar att förbättra miljön kräver exem- pelvis ofta mer energi. Ökad produktionsvolym kan gå ut över kvalitets- egenskaper men det kan lika väl vara tvärtom. För en massa- och pappersfabrik gäller allmänt att hög och (i synnerhet) jämn produktion bidrar till såväl bättre körekonomi som låg miljöpåverkan.

Styrsystemens uppgifter kan, med direkt koppling till de effekter som uppnås, indelas i två grupper:

att (genom fortlöpande '”finjusteringar") optimera betingelserna vid normala drifttillstånd

att vara en hjälp vid störningar, d vs onormala (men dock vanligen förekommande) drifttillstånd.

Tillämpningar inom den första gruppen är för närvarande de vanligaste. Större störningar åtgärdas i dag i regel manuellt. En framtida utveckling ligger i att utveckla effektiva kombinationer av manuella och automatiska metoder vid större störningar. Detta kopplat till styrstrategier som så långt som möjligt undviker störningar kan ge stora effekter på ett flertal av de faktorer som uppräknats ovan.

Inom massa- och pappersindustrin görs den bedömningen att styrsystem- tekniken kommer att utgöra ett mycket väsentligt inslag i 1980-talets strävan att öka produktivitet och internationell konkurrenskraft. Ett uttryck för detta är att ett mycket stort skogsbolag räknar med att investera ca 200 miljoner kronor under de närmaste fem åren i styrsystem (inkluderar då även sågverk).

I de följande avsnitten kommer några av de effekter av styrsystem som uppräknats ovan att närmare diskuteras.

8.4.2 Produktkvalitet

Som beskrivits i avsnittet om branschstrukturen är massa- och pappersindu- strin starkt konjunkturberoende, främst beträffande avsalumassan. För tryckpapper är konjunkturkänsligheten dock mindre. Massa- och pappersin- dustrins strävan till ökad integration skall bl a ses i detta perspektiv.

Sverige exporterar bulkprodukter som i regel producerats i anläggningar som efter internationella mått är moderna och effektiva. Exempel på sådana bulkprodukter är tidningspapper, liner (ytskiktet i wellpapp), säckpapper och kartong. Karakteristiskt för dessa bulkprodukter är att leveranserna inte sker till slutanvändare utan att de skall passera ett konverteringsled t ex en tryckpress, en säckmaskin eller någon annan typ av förpackningsutrust- ning.

De kvalitetskrav som ställs på produkterna varierar starkt beroende på användningsområde (tryckpapper, emballagepapper, hygienpapper). Kra- ven utgörs dels av krav från konverteringsledet, dels av krav från slutanvändaren. Vid sidan av förmågan till säkra leveranser och hög kvalitet till följd av avancerad teknisk kunskap anges således jämn kvalitet hos våra bulkprodukter som vårt främsta konkurrensmedel. Detta betingas framför allt av konverterarens stora intresse av att kunna ha en produktion som inte störs av variationer i egenskaperna hos papperet.

Att åstadkomma jämn produktkvalitet är det ojämförligt viktigaste motivet för investeringar i styrsystem inom massa- och pappersindustrin. Praktiskt taget alla tillämpningar syftar på ett eller annat sätt till att hålla produkternas egenskaper konstanta (bl a genom att detta också utgör förutsättningen för råvarubesparing och energibesparing). Fallstudierna i avsnitt 8.213 och 8.2.1.4 gav exempel på sådana tillämpningar.

8.4.3 Råvaruförbrukning

Massa- och pappersindustrins viktigaste råvara är vedråvaran. Emellertid förbrukas också stora mängder kemikalier, tex som kokningskemikalier, blekkemikalier och tillsatskemikalier i papper. En avsevärd del av pappers- produktionen förses med bestrykningsskikt eller innehåller fyllmedel, t ex i form av lera (china clay). Energi får också betraktas som en viktig råvara (se vidare 8.4.4).

Vedråvarutillgången utgör i dag det största problemet inom svensk Skogsindustri. Åtgärder för ett allmänt effektivare utnyttjande av råvaran ar:

ökad andel integrerad pappersproduktion varigenom vedråvarans kost- nadsandel sjunker

— ökad användning av mekanisk massa som ger mer pappersyta per enhet av vedråvaran

—' ökad andel billigare fyllmedel i papperet; återigen för att få mer pappersyta per enhet av vedråvaran — bibehållande av nödvändiga egenskaper trots tunnare papper — ökad användning av returpapper.

Figur 8.11 Förändring av genomsnittliga för-

brukningen av viss räva- ra vid förbättrad styr- ning.

Källa: STFI.

Stor spridning

= toleransnivå = medelvärde —A = "säkerhetsavstånd"

Liten spridning

Tid Tid

Effekter av styrsystemtillämpningar på råvaruförbrukningen är:

produktion med snävare toleranser. Styrsystemen ger här viktiga bidrag och de har naturliga tillämpningar. där styrsystemens egenskaper kommer väl till pass — jämnare produktionsbetingelser (jfr 8.4.2) vilket också innebär råvaru- besparing. Om spridningen i egenskaper minskar kan man lägga sig närmare ”toleransgränsen". Detta illustreras summariskt i figur 8.11 (jfr fallstudierna i avsnitt 8.213 och 8.2.1.4). Produktionen kan också ske med lägre grad av kassation och mindre materialförluster till den omgivande miljön (jfr fallstudien i avsnitt 8.212).

Man kan knappast påstå att styrsystem på ett direkt sätt innebär att vedråvaran kan drygas ut. Men genom de indirekta effekterna blir bidragen påtagliga. Stora vinster kan däremot direkt avläsas när det gäller förbruk— ningen av kemikalieråvaror.

8.4.4 Energiförbrukning

Massa- och pappersindustrin svarar för ca 40 % av industrins energiförbruk- ning vilket motsvarar ca 15 % av landets totala förbrukning. Branschens totala energiförbrukning 1977 var 63 TWh. En avsevärd del av massaindu- strins bränslebehov (mer än hälften) täcks genom förbränning av bark och s k avlutar från kokningsprocessen (jfr fallstudien i avsnitt 8.2. 1.4). En tredjedel av elbehovet produceras också internt.

Mot bakgrund härav är det naturligt att energimedvetenheten är mycket hög inom branschen och man strävar på såväl central som lokal nivå efter att sänka energiförbrukningen per producerad enhet och att öka egenproduk- tionen. Fram till 1990 beräknas bränslebehovet per ton kunna sänkas med i genomsnitt 20 % jämfört med energikrisens år 1973. Den interna eldningen

av bark och avlutar väntas då täcka ca 70 % av bränslebehovet vilket minskar oljeförbrukningen med 25 %.

Elkonsumtionen beräknas däremot stiga som en följd av framför allt ökade andelar papper och papp i produktionen och en ökad andel mekanisk massa.

Massa- och pappersindustrin behöver energi huvudsakligen för att hålla själva processen i gång d v s för att sönderdela ved, koka massa samt driva motorer, pumpar och fläktar. Stora energislukare är också de olika transportanordningar som finns i fabrikerna. Endast en mindre del energi, huvudsakligen s k sekundärvärme, används för lokaluppvärmning.

Energiflödet i en fabrik för kemisk massa visas schematiskt i figur 8.12 där också sambanden mellan energiomvandling och återvinning av kemikalier framgår.

Från energiförbrukningssynpunkt skiljer sig massa- och papperstillverk- ning starkt från varandra. Olika kvaliteter av massa och papper behöver också varierande mängder energi av olika slag.

Mekanisk sönderdelning av veden kräver stora mängder elenergi men lite ångvärme vid integrerad produktion, medan den kemiska processen fordrar förhållandevis lite el men stora mängder värme. Större delen av detta värmebehov täcker fabriker för torkad avsalumassa genom att elda avlutar och bark, medan den integrerade massafabriken, som har ett mindre värmebehov, får ett värmeöverskott. Vid tillverkningen av mekanisk massa bildas inga avlutar eftersom vedutbytet är nära 100 %. Värmebehovet måste då täckas med olja.

Köpt _ Ved elenergi Elenergl

»,

Lågtrycksånga

Mottryck-

Kemikaller turbin

Utsläpp till luft o. vatten

:: PROCESS trygks-

Sekundär- varme Avlut och

_ kemikalier Olje- och barkpanna

Kemisk massa Olja Figur 8.12 Energiflöde och kemikalieåtervinning De vedrester som finns kvar i avlutarna bränns i sodapannan. Kemikalierna tas vid produktion av ke- tlll vara och återförs till processen. Högtrycksångan som alstras i sodapannan misk massa. förs till en mottrycksturbin som ger elenergi. Ångan lämnar turbinen vid lågt tryck och anvands sedan i processen som kokånga eller torkånga i massatork Källa: STFI.

Pappersproduktionen alstrar ingen egen energi men ett pappersbruk som är integrerat med en kemisk massafabrik kan täcka en avsevärd del av sitt värmebehov från ångöverskottet i massatillverkningen.

Energikostnaden utgör i dag i genomsnitt över tio procent av de totala produktionskostnaderna i massa- och papperstillverkningen. Bland de åtgärder man nu satsar på för att sänka energiförbrukningen kan nämnas installation av flera barkpannor och mottryckskraftsturbiner, varvtalsregle- ringi pumpar och fläktar, höjning av torrhalten på massabanan före torkning samt värmning av lokaler med sekundärvärme. Installation av datorbaserade styr- och övervakningssystem väntas också ge avsevärda bidrag, vilket illustreras i det följande. En fördel med energibesparing genom styrsystem- teknik är att den ofta lätt kan tillämpas i existerande anläggningar så att besparingseffekter uppnås på kort sikt. De nödvändiga tilläggsin— vesteringarna ter sig också rimliga.

En sammanställning över beräknade energieffekter för branschen som helhet redovisas i tabell 8.4 som bygger på en studie utförd inom Svenska Träforskningsinstitutet. I studien har man sökt värdera de potentiella energibesparingseffekterna av pågående eller nyligen avslutade projekt inom institutets fysikavdelning. De värderingar som redovisas måste i flera fall uppfattas som indikativa. De kvantifierade besparingarna uppgår sammantaget till 1 500—1 800 GWh per år. Även om de olika effekterna inte alltid är additiva, så anger summeringen ändå att besparingen svarar mot cirka 2,5—3,0 procent av den totala energiförbrukningen i Sveriges massa- och pappersindustri. Tabell 8.4 omfattar självfallet inte alla besparingsobjekt för styrsystemtillämpning men innefattar dock flera av de viktigare. Om alla potentiellt möjliga styrsystemtillämpningar inkluderas kan den maximala energibesparingen uppskattas till ca fem procent.

Energibesparingseffekterna till följd av styrsystemtillämpningar kan inordnas i två grupper:

1. Besparingar som sammanhänger med den fabriksövergripande balansen (generering och förbrukning) för olika energislag (tex ånga på olika trycknivåer, varmvatten och el). Här bidrar massa- och pappersfabriker— nas stora komplexitet (jämför fallstudien i avsnitt 8.211 och figur 8.12) till svåra samordningsproblem och avsevärda vinster kan göras genom en god samordning. Man måste dock komma ihåg att energianvändningen inte kan optimeras för sig. Samordningen måste också inbegripa produktionen och miljöhänsyn (jfr fallstudien i avsnitt 8.212). Det blir en total ekonomisk avvägning som fäller utslaget. De besparingseffekter som kan nås genom att styrsystemteknik utnyttjas för att följa och styra generering och förbrukning av energi av olika slag i en anläggning är således: minimering av spillenergi (t ex spill genom fribläsning av ånga eller utsläpp av varmvatten), — utnyttjande av billigaste energikälla (( ex minimering av stödeldning med olja), — upptäckt av läckage (t ex öppna ventiler, trasiga rör).

2. Besparingar genom effektivt utnyttjande av energi i enskilda processteg. Detta är självfallet mest betydelsefullt i s k energitunga avsnitt. Några

Tabell 8.4 Sammanställning av bedömda energibesparingseffekter för branschen som helhet

Projekt Slag av effekt Uppskattad årlig bespa— ring

— malningsstyrning elenergi för kvarnar 50—100 GWh

pappersmaskinmätning torkenergi 20—30 GWh

och — styrning — raffinörstyrning

— energiuppföljning (in- formationssystem)

— driftplanering

— tvätteristyrning

— styrning av kemikalie- cykeln

— styrning av extern- reningsanläggning

— utveckling av on-line kappatalsmätare

— uppföljning av utsläpp Summa:

Källa: STFI.

exempel ges nedan:

elenergi i raffinör

minskade förluster (framför allt värme)

högre egenproduktion av elkraft

— högre effektivitet i förbrukning och genere- ring av energi samordningsvinster

lägre indunstningsbehov

möjliggör energivinster i hela sulfatfabriken

elenergi för luftning och pumpning m m

— värmeenergi vid kok— ning och blekning malenergi

lägre indunstningsbehov

100—200 GWh

1 000 GWh

75—100 GWh

50—100 GWh

Potential i storleksord- ningen 1 000 GWh

100—150 GWh

Kvantifiering ej utförd. Potentialen dock avsevärd

100—150 GWh

1 495—1 830 GWh

Flisraffinering. En leverantör av styrsystem anger den möjliga energi- besparingen i denna process till 10 %, d v 5 upp till 200 kWh per ton produkt.

Malning av massa. Den totala energiinsatsen vid malning av säckpapper och liner har uppskattats till 500 GWh per år i Sverige. Möjligheterna till besparingar genom förbättrad övervakning och styrning torde vara av- sevärda, uppskattningsvis 10—20 %. Bedömningen styrks av att energi- förbrukningen varierar kraftigt mellan olika bruk.

Massatvättning. I denna cykel finns de energitunga avdelningarna — såväl de producerande som förbrukande. Dessutom påverkar kemikalie- användningen kraftigt energiförbrukningen i fiberlinjen. Man skulle med visst fog kunna kalla kemikaliecykeln för energicykeln. Industrin visar också ett stigande intresse för styrproblemen i denna komplicerade och viktiga del av sulfatmassafabriken.

8.4.5 Anläggningsutnyttjande, tillgänglighet och underhåll

Massa- och pappersindustrin är en av de mest kapitalintensiva branscherna i industrin. Lönsamheten är därför i hög grad avhängig kapacitetsutnyttjan- det. Hur styrsystemtekniken kan bidra till ett effektivare utnyttjande av produktionsapparaten har utförligt beskrivits i fallstudien i avsnitt 8.2.11

Tillgänglighet och underhåll är självfallet beroende av varandra. Här kan man knappast säga att styrsystem hittills haft någon nämnvärd effekt, men sådana tillämpningar är att förvänta då de potentiella vinsterna är avsevärda. Tillgängligheten hos de tyngre processenheterna är inte imponerande och driftavbrott betyder stora kostnader.

En för tillgängligheten intressant styrsystemtillämpning är datorbaserad insamling av driftstatistik varigenom orsaker till driftavbrott och störningar systematiskt kan dokumenteras. Detta lägger en grund för insatser i syfte att förbättra tillgängligheten hos kritisk apparatur. Materialet ligger också till grund för underhållsplaneringen.

Underhållet kommer drastiskt att förändras genom att process- utrustningen kommer att förses med datorbaserade system för övervakning av drifttillstånd. Härigenom kan ett mer målinriktat underhållsarbete sättas in. System av denna typ har dock ännu inte tagits i drift i någon större utsträckning inom massa- och pappersindustrin.

8.4.6 S ysselsättningseffekter

Som tidigare framhållits bedöms avancerad styrsystemteknik komma att bli en allt viktigare faktor för att upprätthålla massa- och pappersindustrins internationella konkurrenskraft. Därmed ökar förutsättningarna att åtmin- stone trygga nuvarande sysselsättning.

Vad gäller den strukturomvandlingsprocess som för närvarande pågår i svensk Skogsindustri spelar styrsystemtekniken en relativt liten roll i jämförelse med råvarutillgången, priserna på energi och råvaror och andra faktorer.

Inom dagens moderna fabriker kan man inte räkna med att styr- systemtillämpningar nämnvärt skall påverka arbetsstyrkan. Man kan tvärt- om säga att den personella rationaliseringen redan drivits så långt det är möjligt. Datorbaserade hjälpmedel blir alltmer ett nödvändigt hjälpmedel för att upprätthålla en effektiv produktion med nuvarande bemanning.

Endast för den lönekostnadsintensiva laboratorieprovningen kan man vänta att övergång till automatiserade metoder kan leda till personalbespa— ringar. Å andra sidan medför införandet av styrsystem att nya arbetskrafts- behov skapas. Således krävs underhållsinsatser för både system och instrument. En allt större insats av kalibrering och funktionskontroll av instrument ute i driften kommer således att krävas.

En synnerligen viktig effekt av styrsystem är systemens möjligheter att berika arbetsinnehållet. Majoriteten av de styrsystem som hittills införts inom massa- och pappersindustrin torde ha emottagits positivt av persona- len.

8.5 Utvecklingstendenser och nya tillämpningar

Under 1980-talet kan en fortsatt snabb spridning av avancerade styrsystem- tillämpningar väntas inom massa- och pappersindustrin. Nedan anges några tillämpningsomräden som väntas få särskilt stor betydelse.

— processtyrtillämpningar inom massaframställningsledet och i den sk kemikalieåtervinningscykeln — fabriksövergripande informations- och planeringssystem. Problem i samband med integrering av olika systemnivåer kommer att uppmärk- sammas alltmer

— system som knyts till försäljnings- och leveranssidan. En motsvarande koppling till underhållssidan kommer att bli allt viktigare och utvecklas snabbt efter ett relativt trögt ingångsskede övergripande energistyrning omfattande elenergi, ånga och vatten inom olika processer.

Sammanfattningsvis kan sägas att många tänkbara tillämpningar sannolikt redan prövats någonstans. Det är därför huvudsakligen fråga om att utnyttja och vidareutveckla en stor potential av kända eller lätt identtfierbara tillämpningar. Som exempel kan nämnas att även när det gäller styrning av pappersmaskiner finns en rad funktioner där datorstöd skulle kunna tillämpas lönsamt utan att så sker i dag i någon större utsträckning. Stora tillämpningspotentialer finns således även inom de processavsnitt där datorstyrningen för närvarande är mest utvecklad.

Antalet leverantörer av styrsystem kan förväntas öka. De största företagens dominans kommer dock förmodligen inte att förändras i någon större utsträckning.

Såväl paketsystem som kundanpassade system kan väntas få en stor efterfrågan i framtiden. Beträffande systemens utformning i övrigt kan bl a följande Utvecklingstendenser iakttas:

— utveckling av styrsystem för vissa processer med modeller och konven- tionella givare baserade på att primära processparametrar inte kan mätas

— produktionsstyrning med interaktiva system med terminaler i direkt anslutning till processen Ökad användning av mikrodatorer i smärre system för avgränsade uppgifter.

En ökad spridning av avancerade styrsystemtillämpningar kommer att medföra organisatoriska och andra förändringar inom användarföretagen. Några sådana förändringar exemplifieras i det följande:

man kommer att i hög grad uppmärksamma vikten av att systemanvän- darna på ett tidigt stadium får vara med och definiera systemen och vidare kommer man att fästa ännu större vikt vid en god samverkan "männis- ka—maskin" — allt i syfte att berika och underlätta arbetssituationen. Automatiskt följer härav positiva effekter på produktionen. Denna samverkan gäller inte bara utformningen av kommunikationen mellan fabrikspersonalen och systemen utan även en avvägning av vilka

funktioner som lämpligen "datoriseras" och vilka funktioner som av olika

skäl läggs på befattningshavarna

ansvarsförhållanden i driftsorganisationen kommer att modifieras. Labo- ratorier och underhållsavdelningar får nya uppgifter varav även följer krav på nya kompetenser företagen kommer att i ökad omfattning skaffa egen systemkunnig personal man kommer att ta ett direktare engagemang i service- och underhåll av

styrsystem branschens påverkan på leverantörerna kommer sannolikt att öka.

Massa- och pappersindustrin är en av de branscher som kommit längst när det gäller användningen av datorstödda styrsystem. Utvecklingen inom detta område kommer sannolikt att få allt större betydelse för branschens internationella konkurrenskraft. Förutsättningarna inom branschen för en ökad spridning av avancerade system är i flera avseenden gynnsamma. Det gäller exempelvis kompetensen för utvecklingsarbete samt intresset att se utnyttjandet av datorstöd i ett vidare perspektiv och därvid angripa andra än snävt tekniska frågor.

9 Kemisk industri inklusive plastvaruindustrin

9.1. Branschstruktur

Den kemiska basindustrin kan grovt indelas i organisk respektive oorganisk kemisk industri. Den organiska (petrokemiska) industrin framställer före- ningar och produkter baserade på främst petroleum och naturgas. Genom kemisk behandling (”krackning”) av olika petroleumfraktioner (nafta eller gasolja) framställs de petrokemiska basvarorna främst eten och propen men även buten, bensen etc. Dessa i sin tur vidareförädlas till polyeten, PVC, tensider. estrar etc som bildar utgångspunkten för en mängd produkter med vida användningsområden. Som exempel kan nämnas färger, läkemedel, kemisk-tekniska artiklar, plastprodukter för hushållsändamål, byggmaterial, insatsvaror för den övriga industrin. förpackningar m m.

De olika förädlingsleden inom den petrokemiska basindustrin är tekniskt integrerade med avsevärda stordriftsfördelar. Tillverkningskapaciteten är därför koncentrerad till en region. Stenungsund, där den inhemska krack- ningsanläggningen finns. Till den koncentrerade lokaliseringen bidrar även de risker som är förknippade med transporter av många kemikalier och föreningar samt andra miljöhänsyn.

Den svenska produktionen av oorganiska kemikalier kan, med hänsyn till anläggningarnas uppbyggnad, råvarubaser och produkter delas in i ett antal huvudgrupper:

svavelsyra och svavelsyrabaserad produktion — ammoniakbaserad produktion av gödselmedel råfosfatbaserad produktion av gödselmedel — produktion av klor och alkali inklusive vidareförädling övrig produktion.

Även den oorganiska tunga industrin kännetecknas av stordriftsfördelar med starka kopplingar mellan råvaror, mellanprodukter och slutprodukter inom vissa delar av tillverkningen. Den är hemmamarknadsorienterad med jordbruket och cellulosaindustrin som huvudsakliga avnämare vilket påver- kat ägarstrukturen och lokaliseringen. Ungefär hälften av de största producerande enheterna tillhör skogsbolag.

Den kemiska basindustrin består av ett begränsat antal arbetsställen med relativt få anställda. Tillverkningen är ofta mycket kapitalintensiv och i hög utsträckning automatiserad. I de delbranscher som svarar för vidareförädling däremot är företagsstrukturen betydligt mer heterogen. Antalet produkter

som tillverkas är mycket stort och många utgör biprodukter till annan tillverkning. Kemiindustrin är därför svåröverskådlig. Tabell 9.1 visar strukturen för den kemiska industrins olika delbranscher, inklusive plastva- ruindustrin, som de vanligen redovisas i den offentliga statistiken.

Tabell 9.1 Antal arbetsställen, förädlingsvärde i miljoner kronor samt sysselsättning år 1978 för den kemiska industrins delbranscher inkl plastvaruindustrin

SNI Benämning Arbetsställen Förädlingsvärde Sysselsättning Antal %-andel Mkr %-andel Antal ”Å-andel

35111 Industri för oorganiska

kemikalier 22 3.7 762 9,7 3 758 7.3 35112 Industri för organiska kemi-

kalier 20 3.3 732 9,3 4 579 8.9 35113 Industri för oxygen- och

andra industrigaser 29 4.8 152 1.9 633 1.2 3512 Industri för gödselmedel.

ogräsbekämpningsmedel 5 0,8 301 3,8 1 377 2,7 3513 Konstfiber och plastindustri 84 14,0 1 315 16,7 8 909 17,4 3521 Färgindustri 40 6,7 461 5,9 3 168 6,2 3522 Läkemedelsindustri 20 3,3 1 438 18,3 7 655 14.9 3523 Tvättmedels- och toalett—

medelsindustri 42 7,0 453 5,8 2 764 5,4 3529 Övrig kemisk industri 57 9,5 931 11,8 6 544 12,8 3560 Plastvaruindustri 280 46.7 1 321 17.0 11 894 23,2 351, 352, 356 Summa 599 1000 7 866 1001) 51 281 1()().()

Källa: SOS Industri.

Av arbetsställe- respektive sysselsättningsandelarna i tabellen framgår hur småföretagsdominerad större delen av den Vidareförädlande delen av industrin är jämfört med basindustrierna. Viktigast från sysselsättningssyn- punkt är den plastbaserade industrin inklusive konstfiberindustrin. Den kemiska industrin inklusive plastvaruindustrin svarade för 7,5 procent av det totala förädlingsvärdet inom tillverkningsindustrin och för knappt 6 procent av den totala sysselsättningen 1978.

Nära 70 procent av den inhemska användningen av kemiska produkter och plastvaror utgörs av insatsvaror i andra industribranscher. Stora förbrukare är jordbrukssektorn, massaindustrin, verkstadsindustrin, byggnadsindustrin samt den kemiska industrin själv. Totalt sett importeras drygt 40 procent av den inhemska förbrukningen av kemiska produkter samtidigt som nära 30 procent av den inhemska produktionen exporteras. För många typer av produktion är Stordriftsfördelarna av sådan omfattning att den svenska marknaden inte räcker som underlag för en lönsam tillverkning.

Den kemiska industrin har varit en av de mest expansiva branscherna under 1960- och 1970-talen. Fram till mitten av 1970-talet var dess tillväxt. särskilt inom den petrobaserade delen, mycket snabb. Till detta bidrog bland annat den ökade användningen av plastbaserade material inom exempelvis

byggnadsmaterialsektorn och andra områden. Tabellerna 9.2 a—c redovisar produktions- och produktivitetsutvecklingen m m för de tre största delbran- scherna inom den kemiska industrin inklusive plastvaruindustrin under perioden 1970—78.

Tabell 9.2 är Sysselsättning, salu— och förädlingsvärde i löpande priser, produktivitet m m för kemikalie-, gödselmedels- och plastindustrin (SNI 351) vissa år

1970 1974 1976 1977 1978 Antal anställda 16 444 17 917 20 382 19 803 19 286 Saluvärde, Mkr 2 695 6 618 7 202 7 081 8 006 Förädlingsvärde, Mkr 1 200 2 816 2 988 2 947 3 263 Antal arbetsställen 183 186 176 170 160 Produktionsvolymindex (1968 = 100) 121 170 166 155 163 Produktivitetsindex (1968 = 100) 121 173 158 155 168

Källa: SOS Industri.

Tabell 9.2 b Sysselsättning, salu- och förädlingsvärde i löpande priser, produktivitet m m för annan kemisk industri (SNI 352) vissa år

1970 1974 1976 1977 1978 Antal anställda 21 228 21 577 20 543 19 909 20 131 Saluvärde. Mkr 2 461 4 037 4 705 5 077 5 727 Förädlingsvärde, Mkr 1 412 2 096 2 578 2 797 3 282 Antal arbetsställen 191 181 175 168 159 Produktionsvolymindex (1968 = 100) 114 140 134 132 137 Produktivitetsindex (1968 = 100) 116 158 168 174 184

Källa: SOS Industri.

Tabell 9.2 c Sysselsättning, salu- och förädlingsvärde i löpande priser, produktivitet m m för plastvaruindustrin (SNI 356) vissa år

1970 1974 1976 1977 1978 Antal anställda 9 964 12 012 12 774 12 090 11 894 Saluvärde. Mkr 842 1 758 2 208 2 263 2 500 Förädlingsvärde. Mkr 480 831 1 139 1 206 1 321 Antal arbetsställen 247 286 294 286 280 Produktionsvolyindex (1968 = 100) 150 220 245 236 246 Produktivitetsindex (1968 = 100) 127 172 191 194 209

Källa: SOS Industri.

Som framgår av tabellerna hade den kemiska industrin inklusive plastindu- strin en mycket snabb produktions- och produktivitetsutveckling under förra hälften av 1970-talet. En av orsakerna till den snabba produktivitetsökningen var att expansionen delvis skedde inom kapitalintensiva verksamhetsgrenar med utpräglade stordriftsfördelar, tex inom den petrokemiska industrin. Främsta orsaken till nedgången i produktionsvolymen efter 1975 var minskad exportefterfrågan. Trots ökningar i produktionsvolymen 1978 lyckades endast plastvaruindustrin överträffa 1974 års produktionsnivå. Inom kemi— kalie-, gödselmedels- och plastindustrin var produktionsvolymen per arbetad timme lägre 1978 jämfört med 1974.

Den snabba utbyggnaden av kapaciteten inom den petrokemiska basindu- strin har krävt stora investeringar. Tabell 9.3 visar investeringsvolymens utveckling för de olika delbranscherna under 1970-talet.

Tabell 9.3 Investeringarnas utveckling inom den kemiska industrin inklusive plastvaruindustrin 1970—79. Mkr, 1975 års priser

1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979

Kemikalie-, gödsel— medels- och plastin— dustrin

Annan kemisk industri Plastvaruindustri

Summa

584 581 384 352 462 492 627 655 520 671 227 285 300 239 287 252 293 383 397 407 114 119 139 142 149 147 157 174 101 123 925 985 823 733 898 891 1 077 1 212 1 018 1 201

Källa: SCB, SM serie F 1980:6.2.

Av tabellen framgår att investeringsvolymen hölls väl uppe även under åren 1976 och 1977 trots att utvecklingen i övrigt för branschen var mindre gynnsam. För 1980 och 1981 förutses en dämpad investeringsaktivitet enligt SCB's investeringsenkät.

I prognosen för den kemiska industrin i SIND's höstrapport 1979 räknar man med att industrins historiskt sett snabba tillväxt skall minska fram till 1984. Orsaken till detta är bland annat att exportvolymens tillväxttakt beräknas avta. Förädlingsvärdet i branschen beräknas således öka med drygt 4,5 procent årligen under prognosperioden vilket är något över den genomsnittliga prognoserade ökningen för industrin totalt.

Den avmattning som drabbade branschen 1975 samt de nyinvesteringar som trots det genomfördes därefter medförde att en betydande överkapacitet uppstod. Med hänsyn till det låga kapacitetsutnyttjandet i utgångsläget och den långsammare produktlonstillväxten är det enligt industriverkets prognos inte rimligt att räkna med någon ökning av sysselsättningen under prognos- perioden. Antalet arbetade timmar antas i stället minska med i genomsnitt drygt en procent per år fram till 1984 vilket skulle innebära en i stort sett oförändrad sysselsättning i antalet anställda räknat.

Industriverket räknar vidare med en lägre investeringsvolym under prognosperioden i jämförelse med perioden fram till 1978. Skälen till detta är det låga kapacitetsutnyttjandet i utgångsläget. den lägre tillväxten i produk-

tionen jämfört med tidigare perioder samt den snabba utbyggnaden av produktionskapaciteten i världen i övrigt. I Kemikontorets utredning "Kemiska processindustrier i Sverige 1975—1985”. som utarbetats i samband med den fysiska riksplaneringen. görs också bedömningen att någon nyetablering inom den oorganiska basindustrin inte är aktuell under prognosperioden. Beträffande den petrokemiska basindustrin kan nämnas att några av de större företagen under 1980 och början på 1981 presenterade relativt omfattande planer på en utbyggnad av produktionskapaciteten.

9.2. Användningen av avancerade styrsystem

9.2.1. Inledning

Som framhållits i föregående avsnitt är särskilt den Vidareförädlande kemiska industrin mycket heterogen. Det gäller såväl själva produktionen som företagsstrukturen. Av främst detta skäl har det inte bedömts möjligt att inom ramen för denna studie göra en fullständig kartläggning av de dator- stödda styrsystemens omfattning och effekter. Detta avsnitt beskriver därför endast översiktligt inom vilka områden datorstödet hittills fått störst omfattning.

Bundenheten till existerande anläggningar spelar en stor roll för spridning- en av datorstödda styrsystem inom den kemiska industrin. Nya tillämpningar utvecklas huvudsakligen i samband med större ombyggnader eller nyinveste- ringar. Styrsystemen vid den senast byggda anläggningen, Beroxo AB”s fabrik för framställning av oktanol i Stenungsund. beskrivs översiktligt i avsnitt 9.2.2.

Eftersom produktionen är flödesorienterad består en stor del av process- styrningen inom den kemiska industrin av sekvensstyrning av olika slag. Det kan till exempel gälla att öppna och sluta ventiler eller andra regulatorer i en bestämd ordning. För denna typ av styrning tillämpas avgränsade program- merbara system (PC-system) i allt större utsträckning. PC-styrning bedöms allmänt innebära bättre driftsäkerhet och tillgänglighet. Systemen ger också möjlighet till förbättrad och utökad rapportering. tex vid startförhindrande tillstånd i processerna.

9.2.2. Den kemiska basindustrin Motiv för olika styrsystemtillämpningar

En förutsättning för tillverkningen inom den kemiska basindustrin är att avancerad teknik används för styrningen av processerna på olika nivåer. Sedan länge övervakas och styrs anläggningarna från centrala kontrollrum med hjälp av stora mängder instrument och reglerutrustning på paneler och manöverbord.

Datorstöd utnyttjas allmänt för uppföljning och övervakning av driften. Dessa system syftar bland annat till att ge:

— bättre översikt över processerna. särskilt när det gäller larm orsakade av olika driftstörningar

— mindre felfrekvens

— bättre analysstöd genom beräkningsrutiner för tidsserieanalys etc — förbättrad och förbilligad rapportering — bättre möjligheter att pröva olika reglerstrategier genom den större flexibilitet som bl a PC-system ger.

Det förbättrade beslutsunderlaget för styrningen används för att öka kapacitetsutnyttjandet, minska antalet driftstopp, höja råvaruutnyttjandet 0 s v. Personalbesparingar är i allmänhet inte något framträdande motiv för denna typ av tillämpningar. Vanligen är det så att operatörerna gör samma arbete som tidigare fast med kraftfullare hjälpmedel. Vid en installation, där rationaliseringsmotivet angivits som det främsta, minskade arbetsstyrkan med två operatörer per skift och två instrumentmekaniker (sammanlagt tolv befattningar). I denna anläggning sysselsätts totalt drygt 150 personer.

Antalet system för direkt reglering, där manuell styrning automatiserats i någon större omfattning, är ännu så länge begränsat. Två av dessa beskrivs längre fram.

Flera av de större företagen inom den kemiska basindustrin utnyttjar datorstöd i laboratoriearbetet exempelvis vid kvalitetskontroller.

I det följande redovisas synnerligen kortfattat vilka datorstödda styrsy- stem som finns inom några av de större kemiföretagen i Sverige.

Esso Chemical AB

Inom Esso Chemical AB”s krackningsanläggning i Stenungsund utnyttjas ett minidatorsystem för främst övervakning av processen med efterföljande separation av de olika produkterna. Dessutom används mikroelektronik i mätgivare som ligger utanför processdatorns övervakning. Beräkningarna i samband med utbytesoptimeringen utförs "off-line” mot en central dator d v 5 inte i direkt anslutning till processen.

Systemen syftar främst till att förbättra råvaruutnyttjandet. produktkvali- teten och kapacitetsutnyttjandet. Enligt uppgift från företaget har utnyttjan- det av datorstöd inte inneburit att sysselsättningen minskat utan snarare att behovet av kvalificerad arbetskraft ökat något.

Under 1982 beräknar man att ta i drift ett utökat övervakningssystem med ny instrumentering i anslutning till ungnarna. Utbytesoptimeringen samt vissa andra beräkningar kommer i fortsättningen att göras mot mikrodator i stället för mot centraldatorn.

Berol Kemi AB

Inom Berol Kemi AB har man i de äldre anläggningarna främst PC-system som utnyttjas bland annat i system för förreglingar. Med förregling menas system för kontroll att vissa villkor är uppfyllda innan en process kan startas. Den därigenom förbättrade rapporteringen gör det lättare att snabbt se vad som är startförhindrande vid ett stopp. Styrstrategierna i den nyligen uppförda anläggningen för framställning av oxoprodukter beskrivs nedan. Den anläggning inom den kemiska basindustrin som senast tagits i drift år som nämnts Beroxo AB”s fabrik för framställning av oxoprodukter i

Stenungsund. Anläggningen består av två delar, en del med kontinuerlig drift där butyraldehyd och oktanol framställs och en del med satsvis tillverkning av mjukmedel för PVC. Skilda styrstrategier har valts för respektive anläggning vilket framgår av nedanstående.

I den kontinuerliga processen är produktionen ensartad och man strävar därför att hålla konstanta betingelser i perioder som kan uppgå till flera veckor. För styrningen utnyttjas ett decentraliserat system (Honeywells TDC 2000) med en central dator för styrning och övervakning och lokala mikrodatorer som var och en svarar för ett begränsat antal funktioner. De lokala mikrodatorerna har i princip ersatt den analoga tekniken i regulatorer och mätgivare. Inga delsystem för automatiserad styrning ingår dock utan styrningen sker på samma sätt som i traditionella system men med kraftfullare hjälpmedel för bearbetning och presentation av processdata som underlag för operatörens styrning. Som säkerhet finns ett trådförbundet logiksystem som kan stänga processen om operatören inte hinner ingripa tillräckligt snabbt vid en störning som hotar att ge allvarliga konsekvenser.

I jämförelse med ett analogt styrsystem beräknas systemet för oktanolpro- cessen ge bland annat följande fördelar:

— bättre överblick över processen genom bildskärmsteknik istället för paneler. avskaffande av skrivare m m — beräkningsrutiner som stöd för processanalysen (medelvärdesberäkning- ar etc)

— lägre felfrekvens.

Ovanstående har inneburit minskat personalbehov jämfört med traditionella system vilket enligt företaget utgjort ett av de huvudsakliga motiven för införandet av systemet. Besparingarna ligger i storleksordningen två opera- törer per skift och två instrumentmekaniker (sammanlagt 12 tjänster). Effekterna på arbetsmiljön jämfört med traditionell styrning är små. Främst är det fråga om att skrivare ersatts med bildskärmspresentation.

Att bygga ut styrsystemet i den kontinuerliga delen med något slag av produktionsplaneringsfunktion ärinte lönsamt eftersom man kör processen under samma betingelser vecka efter vecka. Tillgängligt underlag och tid tillåter att dessa beräkningar görs manuellt.

I den satsvisa tillverkningsprocessen har man en central dator för styrsyste- met. Operatörernas arbete går huvudsakligen ut på att initiera de olika stegen i tillverkningen. Systemet svarar sedan för detaljstyrningen inom varje steg. Genom denna styrning blir det lättare att köra samma recept med konstanta betingelser varje gång. Man räknar med bland annat följande vinster jämfört med traditionell styrning:

— bättre kapacitetsutnyttjande och högre genomströmningshastighet — bättre råvaruutnyttjande, högre produktkvalitet lägre energiåtgång.

Den centraliserade strukturen på styrningen av den satsvisa tillverkningen bedöms från företagets sida medföra en ökad sårbarhet vilket kan innebära att man kommer att ändra systemet i framtiden. För operatörerna innebär systemet att man styr anläggningen mer på "systemnivå" jämfört med

traditionell styrning. Kunskap om vad som i detalj händer inom varje steg av processen är inte längre nödvändig utan som nämnts ovan är det främst en fråga om att initiera de olika stegen i rätt följd.

KemaNobel AB

KemaNobels KemaNord-grupp (baskemi) har bland annat ett mikrodator- baserat system för styrning av PVC-tillverkning. Denna är en komplicerad process med ett stort antal tillsatser av kemikalier. Kraven på att exakt dosera rätta mängder vid rätt tidpunkt är stora. Tillverkningsproceduren ändras ofta eftersom nya produktkvaliteter utvecklas och råvarornas kvalitet kan skifta. Det tidigare använda fast uppkopplade logiksystemet hade inte den nödvändiga flexibiliteten eftersom ändringar krävde dyrbara och tidsödande omdragningar av ledningar. Med den mikrodatorbaserade styrningen och övervakningen uppnår man bland annat:

— förbättrad kontroll av kemikalieinblandningen — större flexibilitet vid recept- och kvalitetsbyten.

Systemet kan utvecklas till att även styra:

— utrustning som reglerar temperaturer — förändringar i processbetingelserna de avslutande momenten av processförloppet.

Det gamla styrsystemet används som reserv för det datorbaserade.

För övrigt har man mindre avancerande. avgränsade system för kvalitets- kontroll etc. I början av 1970-talet försökte man utveckla ett system med kraftfullt datorstöd för styrning av gelatintillverkning. Detta projekt fick dock överges då maninte vid denna tidpunkt besatt erforderliga processkun— skaper för att kunna automatisera styrningen.

Supra AB

Supra AB, som är landets enda tillverkare av gödselmedel. har för närvarande två processdatorsystem installerade. Ett av systemen (i en anläggning för framställning av PK-gödselmedel) är huvudsakligen inriktat mot att förbättra överblicken vid larm. Datorn används dessutom för sekvensstyrning vid start- och stopprutiner samt för styrning av vissa regulatorer som tidigare styrdes med analog teknik.

Det andra processdatorsystemet styr gipsdeponeringen vid en fosforsyre- fabrik. Deponeringen går till så att gips slammas upp i vatten och pumpas iväg till en damm där det sedimenterar. Systemet är slutet i den meningen att vattnet i bassängen efter sedimenteringen pumpas tillbaka till fabriken där det på nytt slammas upp o s v. Processen är mycket komplicerad med främst sekvensiell reglering av pumpar och ventiler. Datorstödet utnyttjas för larmövervakning och för sekvensstyrningen. Genom i första hand mindre krav på kabeldragning var digital teknik det billigaste alternativet jämfört med traditionell reglerteknik. Från början dimensionerades också minida— torns kapacitet så att den skulle kunna utnyttjas även för andra ändamål än styrning av gipsdeponeringen.

Härnäst planerar man inom Supra AB att installera processdatorer i en anläggning där tre tillverkningsenheter (två för salpetersyra och en för gödselmedel) styrs från ett centralt kontrollrum. Systemet kommer bland annat att utnyttjas för övervakning av miljövårdssystemet.

Unifos Kemi AB

Inom Unifos Kemi AB, som ägs till lika delar av KemaNobel och av det multinationella företaget Union Carbide, är användning av PC-styrning etablerad sedan länge bland annat i bearbetningslinjer för plast.

I en av anläggningarna där HD-polyeten framställs utnyttjas en dator för att direkt reglera de två reaktorer i vilka polymerisationen av eten sker. En katalysator tillförs reaktionen kontinuerligt vilket reglerar reak- tionshastigheten. Datorn styr denna hastighet utifrån förändringar i produk- tionsmiljön enligt följande:

Den faktiska reaktionshastigheten (ärvärdet) bestäms en gång i minuten utifrån tio mätpunkter i reaktorn (tryck, temperatur, flöden o s v). Utifrån ärvärdet och fyra s k produktionsbegränsande variabler bestäms önskvärd reaktionshastighet (börvärdet) var femte minut. En sådan produktionsbe- gränsande variabel är t ex kapaciteten att kyla bort värme. Innan en styrimpuls går till katalysatormatningen kontrolleras att inga begränsande variabler överskrids om reaktionshastigheten ökar.

Styrsystemet ger främst bättre kontroll över kapacitetsutnyttjandet efter- som processen lättare kan köras på viss eller maximal kapacitet. Enligt uppgift har produktionskapaciteten kunnat ökas med omkring fyra procent. Produktkvaliteten har också förbättrats genom att omställningar underlät- tats. Systemet har inte medfört några inskränkningar i bemanningen utan syftar till att effektivisera operatörers och ingenjörers arbete. Den tidigare manuella uppföljningen av processen har också automatiserats.

Datorstödet i LD-polyetenfabriken utnyttjas främst för att lagra, bearbeta och presentera analysresultat, rapporter om drifttid etc. I arbetet på laboratoriet utnyttjas ett antal bordsdatorer. Företagets utvecklingsarbete på datasidan är även inriktat mot administrativa tillämpningar.

Boliden Kemi AB

De datorstödda systemen inom Boliden Kemi AB slutligen är främst inriktade mot övervakning och uppföljning. Bland annat finns ett sådant datorbaserat system som omfattar hela driften i en av svavelsyrefabrikerna. Datorstöd utnyttjas även för att övervaka värmeåtervinningen i tre fabriks— enheter där överskottsenergin i form av hetvatten säljs till kommunen. Övervakningssystemet för återvinning och försäljning av energi är anslutet till företagets centrala dator. I systemet kan störningar i värmeåtervinningen återföras på driftförhållandena i respektive enhet.

Miljöövervakningssystemet omfattar ca 30 mätpunkter vid vilka man främst mäter svaveloxidhalten i luften samt surhetsgraden i avloppsvattnet. Resultatet, i form av bland annat medelvärdes- och trendberäkningar samt utsläppsvolymerna per tidsenhet, rapporteras direkt till länsstyrelsen och till berörda avdelningar på företaget.

Slutligen kan nämnas att man inom Boliden även utvecklat automatiserade system för analysering vid fosforsyraframställning. Bakgrunden till detta utvecklingsarbete var att man ville ha en mera kontinuerlig övervakning av processen. Tidigare fick man analysresultatet från prov tagna under nattskif- tet först dagen efter vilket kunde innebära att man redan kört en längre period på ett sådant sätt att lägre kvalitet på produkten erhölls. Då mer kontinuerlig övervakning krävde skiftgående laboratoriepersonal började man i stället utveckla ett automatiserat system. Till en början baserades det på konventionell elektronik men ganska snart fann man att detta var alltför inflexibelt varför man övergick till att utnyttja datorstöd. Underhand har systemet utvecklats för allt fler slag av titreranalyser så att man nu klarar ett stort antal analyser till stöd för även andra delar av produktionen än fosfortillverkningen.

I det automatiserade systemet skrivs således analysresultatet ut direkt på printer i kontrollrummet oberoende av tid på dygnet. Vidare bedömer man från företagets sida att resultaten har högre precision jämfört med tidigare laboratorieanalyser. Genom att analysfrekvensen kan ökas vid behov får man snabbare kontroll över störningar. Till stöd för operatörens reglering. som ännu så länge görs manuellt. görs också vissa trendberäkningar. Inom företaget räknar man med att på sikt automatisera även regleringen av processen.

För närvarande har man inom Boliden fyra fungerande system för automatiserad analysering och ungefär lika många har sålts till andra företag. Samtliga enheter inom företaget kommer att förses med systemet.

9.2.3. Vidareförädlande kemisk industri Färgindustri

Inom färgindustrin har de flesta större företag mer eller mindre automatise— rade system för färgkontroll, d v s kontroll att kulör. ytstruktur och andra egenskaper ligger inom vissa gränser för varje färgsats som tillverkas. Inom det företag som kontaktats har man utvecklat ett eget system för kulör— kontroll. I detta mäts den aktuella färgens reflektionsvärden i ett antal punkter inom det synliga våglängdsområdet. Härigenom fås en kurva som jämförs med en standardkurva varefter differenserna används för att beräkna korrigerande tillsatser. Vinsten med systemet är främst jämnare kvalitet.

Sysselsättningen påverkas endast i mindre omfattning eftersom det fortfarande behövs operatörer som via terminaler tillför systemet olika data om varje färgsats. Inom företaget utnyttjas också ett datorstött simulerings— system för att beräkna inom vilka gränser råvaruhalter kan variera utan att färgens egenskaper avviker från de specificerade. Man kan med detta system ekonomiskt optimera färgrecepturen utan ett omfattande manuellt laborato- riearbete.

I produktionen används datorstöd främst för automatiserad bindmedels- tillverkning. De variabler som övervakas och regleras är temperatur. omrörningshastighet. flöden samt tryck. Dessutom finns ett mycket omfat- tande larmsystem inkopplat för obemannad drift. På sikt planerar man att

också automatisera tillverkningen av vit färg för professionellt bruk. I övrigt är tillverkningen ännu så länge för småskalig för att det skall löna sig att automatisera. Den splittrade produktionen och kravet att ta hänsyn till variationer i råvarukvaliteten gör att automatiserade styrsystem blir allför komplexa.

Den automatisering som haft störst betydelse för sysselsättning och arbetsmiljö, nämligen automatisering av transporter, har genomförts med traditionell teknik.

Från företaget framhålls att man medvetet satsat på att utveckla de ovan beskrivna tillämpningarna själva för att behålla och utveckla sitt processkun- nande. Automatiseringen medför i viss utsträckning att kraven på yrkeskun- skap hos de anställda i tillverkningen minskar. Under semestrarna i juli—augusti använder man i stor utsträckning (75—80 procent av arbetsstyr- kan) praktikanter med några veckors utbildning för att hålla igång driften.

Avslutningsvis kan nämnas att det kontaktade företagets mest omfattande tillämpning av datorstöd är det generella system för material- och produk- tionsstyrning (MPS-system) som man för närvarande anpassar till den egna verksamheten.

Läkemedelsindustrin

Inom läkemedelsindustrin har datorstöd hittills kommit att användas mer i laboratoriearbetet än för styrning av själva tillverkningen. Det rör till exempel datorbaserade analysinstrument (gaskromatografer etc), stöd vid beräkningar och redovisning av resultat. providentifiering m m.

Kemisk-teknisk industri

Vid de tre företag med kemisk-teknisk inriktning som kontaktats tillämpas datorstöd främst i avgränsade styrsystem i produktionen. Några avancerade system för automatiserad styrning av processer tillämpas inte. Företagen kan dock bedömas ligga relativt långt framme på området sett mot branschen totalt. I det följande redovisas existerande tillämpningar och närmaste framtidsplaner inom respektive företag.

I ett av företagen utnyttjas ett mikrodatorsystem för att adaptivt styra fyllningsmaskiner för flaskor och dunkar där det framför allt gäller att undvika överfyllning. Systemet ger mer statistik från fyllningen men någon uppföljning av det ekonomiska resultatet av denna investering har inte gjorts. Allmänt bedömer man att driftsäkerheten ökar då man går över till mikroelektronikbaserad teknik och på sikt avser man att tillämpa PC-system vid all typ av sekvensstyrning.

Automatisering av tvättmedelsförpackningen för detaljhandeln försvåras av att man i Sverige packar efter produktens volym och inte efter dess vikt. Internationellt packar man efter vikt och för sådan styrning har avancerade system utvecklats. Idet kontaktade företaget kommer datorstödet i stället att inriktas mot hjälpmedel för produktkontroll och informationsbearbetning när det gäller tvättmedelstillverkningen. Vidare kommer man att investerai ett system för automatiserad dosering av såväl fasta som flytande råvaror. Genom att koppla detta system till det administrativa datorsystemet avser

man få en bättre uppföljning av råvaruutbytet och överfyllningen av förpackningar.

Andra områden där man ser stora tillämpningsmöjligheter är till exempel automatiska larm och underhållsarbete, det senare genom självdiagnostiska system. När det gäller ytterligare automatisering är förutsättningarna väsentligt skilda i själva tillverkningen och i förpackningsledet. Det stora an— talet produkter samt kraven på olika förpackningsstorlekar, förpackningsty- per, etiketter etc gör att förpackningsarbetet inte kan automatiseras i någon större utsträckning. I själva tillverkningen, där förutsättningarna för automa- tisering är bättre, har rationaliseringen redan drivits så långt att ytterligare automatisering med datorstöd inte bedöms få några mer omfattande effekter för sysselsättningen.

I det andra av de kontaktade företagen utnyttjas datorstöd främst för att beräkna utfallet av olika recept när det gäller energi— och råvarukostnader m m. Arbetsmiljökrav ses som en av de viktigaste pådrivande faktorerna för en fortsatt automatisering. Å andra sidan bedömer man att sysselsätt- ningseffekterna av en ökad automatisering blir relativt måttliga eftersom man redan rationaliserat avsevärt på personalsidan.

Närmast avser man att installera ett system för automatiserad analys vid formalintillverkningen. Några planer på att automatisera själva processtyr- ningen har man dock inte.

Det tredje företag som kontaktats utnyttjar ett datorbaserat system för dosering av råvaror vid tvättmedelstillverkning. Förutom personalbesparing innebär systemet enligt företaget större exakthet och bättre reproducerbar- het. Närmast avser man att utvidga styrningen till en torkprocess i tvättmedelsframställningen där ett s k spraytorn används. När det gäller förpackningssidan ser man den maskinella utrustningens bristande tillförlit- lighet som ett av de största hindren för en ökad automatisering.

Plastvaruindustrin

Inom plastvaruindustrin utnyttjas en rad olika processer för att forma och bearbeta produkterna. För närvarande sker en snabb utveckling där mikroelektronik utnyttjas i allt fler funktioner. Det gäller dels övervakning och styrning av olika funktioner hos den maskinella Jtrustningen (maskinrö- relser, verktygsbyten, förreglingar, felsökningssystem), dels kontroll av produkternas form och andra egenskaper. Den snabba utvecklingen synes främst bero på utrustningsleverantörerna och mindre på krav från användar- sidan. Inom ett ökande antal områden levereras masginerna med avancerade mikroelektronikbaserade standardiserade styrsystem.

De installationer av avancerade styrsystem som finns i Sverige i dag är huvudsakligen inriktade mot några av följande tillverkningsprocesser:

formsprutning strängsprutning — kalandrering (valsning) och laminering.

I dag finns på marknaden två system för styrning as form- och strängsprut- ning. Vid styrningen försöker man hålla en så jämn nivå som möjligt beträffande parametrar som tryck och temperatur vilket ger en jämnare

fyllning i formarna. Därigenom minskar materialåtgången och höjs kvalite— ten. Man vinner också i snabbhet vid verktygsbyten. Genom att maskinerna ställs in snabbare minskar "spillproduktionen” vid produktbyte.

Bemanningen minskar något genom att volymen övervakningsarbete reduceras. En operatör kan kanske övervaka fem till sex maskiner med datorbaserad styrning jämfört med fyra vid traditionell styrning. Åtminstone när det gäller medelstora och större maskiner är investeringskostnaden för datorstödda styrsystem inte avsevärt större än kostnaden vid konventionell styrning.

System för styrning av strängsprutning (exempelvis plastbeläggning av papper eller annat underlag) finns inom åtminstone två företag. Det ena av dessa, Tetra-Pak, har sedan länge tillämpat denna teknik.

Kalandrering innebär att man valsar plastmassa till folie eller film. I Sverige finns omkring fyra företag som har datorstödda system för styrning av denna process. Den centrala funktionen vid dessa typer av tillämpningar är mätning och styrning av tjockleken på filmen eller folien. Systemen syftar alltså huvudsakligen till att uppnå en jämnare produktkvalitet och därmed bättre råvaruutbyte. Inågon män kan även kapacitetsutnyttjandet förbättras genom att man kan hålla högre produktionshastighet. Systemen fodrar stora produktionslinjer och volymer för att bli lönsamma vilket gör det svårt för småföretag att utnyttja dem.

Ett tiotal svenska företag tillämpar i dag datorstödda styrsystem för en eller flera av de ovan nämnda processerna. Ser man till den internationella utvecklingen på området kan nämnas att styrsystem för helt automatiserad formsprutning just håller på att färdigutvecklas vid ett forskningsinstitut i Västtyskland. En sådan maskin skulle enligt uppgift medge drift med obemannade nattskift.

Enligt uppgift från branschorganisationshåll finns det för närvarande få mera omfattande datorstödda system för produktionsövervakning och -styrning inom den plastbearbetande industrin. I några företag utnyttjas industrirobotar för att transportera formar och plocka ut de färdiga bitarna vid formsprutning. När det gäller framtagande av formar beräknas CAD/ CAM-systeml ha en stor potential.

Enligt vad kommittén erfarit förekommer i allmänhet inte något erfaren- hetsutbyte av större omfattning inom den kemiska industrin vad gäller datorstödda tillämpningar av styrsystem. Beträffande den plastbearbetande industrin är läget dock något annorlunda. 1977 startades nämligen Plast- och Gummitekniska Institutet med uppgift att bedriva kollektiv forskning inom plast- och gu mmiområdet. Ett av de projekt som institutet håller på att starta rör utvärdering av kommersiellt tillgängliga datoriserade styrsystem för form- och strängsprutning.

9.3 Problem i samband med utveckling, installation och

drift av styrsystem ! För en utförlig beskriv- ning av CAD/CAM-sys- Det är svårt att urskilja för den kemiska industrin speciella problem när det tem här"/ms ."". rappor- ten Datateknik inorn gäller utveckling och drift av datorbaserade styrsystemtillämpningar. Nedan- verkstadsindustrin SOU stående redovisning speglar därför mer vad som av branschrepresentanter 1981:10.

framhållits som väsentliga problem än problem som är speciella för denna industri.

Ett utmärkande drag för den kemiska industrin är dock att processerna många gånger är komplexa och de ingående kemikalierna och produkterna giftiga eller på annat sätt miljöfarliga. Detta gör att man inte kan ta några risker med nya styrsystem utan säkerheten måste vara mycket hög. Detta på- verkar naturligtvis takten i vilken nya system kan installeras. Risknivån och komplexiteten i processerna medför också att operatörer ofta gör olika rimlighetsbedömningar och avvägningar av ett slag som inte kan byggas in i ett styrsystem eftersom alla kombinationer av händelser och situationer inte kan förutses. En i det närmaste total automatisering är därför varken möjlig eller önskvärd.

Problemet med tillförlitligheten hos givare är av samma typ. Vid automatiserad styrning av en process finns inte alltid möjligheter att bedöma huruvida ett extremt mätvärde kan vara riktigt eller om det är givaren som drabbats av något fel. Tillförlitligheten hos givarna kan till en del förbättras med en större insats av underhåll men huvudsakligen är det här fråga om mycket svårlösta tekniska problem. Inom den kemiska industrin är det framför allt mer robusta och noggranna flödesmätgivare (som tål rengöring) som saknas i dag.

De två stora problemområdena när det gäller styrsystem inom den kemiska industrin är, liksom inom många andra industribranscher, utbild— ning och underhåll. Behov av ökad kunskap om datateknikens möjligheter och begränsningar föreligger. enligt vad företagsrepresentanter framhåller, på alla nivåer inorn företagen. Från flera av de företag kommittén varit i kontakt med framhålls också problem när det gäller att inom företagen bygga upp och behålla tillräcklig kunskap så att styrsystemen kan ändras och vidareutvecklas. Har man inte den kunskapen minskar inte bara effektivite- ten i styrningen utan också kunskapen om den egna processen.

När det gäller underhållet är den centrala frågan bemanningen. En mer effektiv styrning kan leda till att arbetsvolymen när det gäller underhållet minskar men i gengäld ökar spännvidden och kraven på kompetens för det underhållsarbete som blir kvar. Vid projektering och systemutveckling måste underhållsfrågorna ges prioritet så att man tillräckligt noga belyser de nya krav på kunskaper och manuella insatser som kommer att ställas. Det är inte bara så att kunskapskraven i underhållsarbetet ökar, det förebyggande underhållet av t ex givare blir viktigare eftersom fel på givare kan få allvar- ligare konsekvenser vid automatiserad styrning. Att med utgångspunkt från antaganden om felfrekvenser etc allför snabbt dra ner på underhållspersonal kan leda till mycket negativa konsekvenser särskilt som idrifttagandet blir allt svårare ju mer komplicerad teknik som utnyttjas. Alltför knappt med per- sonal på underhållssidan leder till att dessa endast kan ägna sig åt ”brandkårsutryckningar,' vilket på sikt urholkar den tekniska kompetens- en.

I en del företag som kommittén kontaktat har datoriserade styrsystem mer eller mindre övertagits från moderföretag utomlands. Vid ett sådant förfarande är det självklart svårare för de anställda att påverka systemens utformning. Det kan också föra med sig att den egna personalen inte får till- räcklig kompetens att underhålla och vidareutveckla systemet eftersom den inte är involverad i utvecklingsarbetet.

9.4. Effekter av styrsysteminstallationer

I och med genomgången av motiven för investeringar i datorstödda styrsystem i avsnitt 9.2 gavs också en bild av effekterna av systemen. Sammanfattningsvis kan sägas att systemen huvudsakligen är inriktade mot att förbättra produktkvaliteten. Öka råvaruutbytet, höja kapacitetsutnyttjan- det etc. Från flera företag menar man dock att personalbesparingar. i de fall de förekommer, ofta får motivera olika investeringar därför att andra, och kanske viktigare effekter, är svårare att beräkna. Att på något mera systematiskt sätt kvantifiera de företagsekonomiska effekterna av de stude- rade styrsystemen har inte varit möjligt. Avsnittet syftar därför också till att redovisa några iakttagelser som rör effekter för arbetsmiljön och arbetsinne- hållet.

PC-styrning. som kan betraktas som första steget på väg mot ett mer avancerat datorstöd vid processtyrning. innebär främst ökad flexibilitet i styrningen eftersom ändringar kan göras genom omprogrammering i stället för genom ny ledningsdragning. Förutsatt att tillräckligt många kretsar skall styras är anskaffningskostnaden för PC-styrning dessutom lägre än för traditionell teknik. Effekterna när det gäller sysselsättning och arbetsmiljö är i allmänhet små. Viktigast torde vara kraven på nya kompetenser för främst underhållspersonalen.

När det gäller effekterna av de datoriserade system som hitttills införts i den kemiska basindustrin kan konstateras att övergången till automatiserad drift som styrs från centrala kontrollrum skett redan tidigare. Fördelningen mellan personal som arbetar ute vid processlinjerna och personal som arbetar från kontrollrum påverkas därför endast marginellt. Effekterna på arbetsinnehållet för operatörer är en komplicerad fråga. Då operatörens ingrepp lyfts upp på ”systemnivå" (som i den satsvisa tillverkningen i Beroxo AB”s anläggning) minskar kraven på mer detaljerad processkunskap efter- som datorn sköter den mest detaljerade styrningen. Om styrsystemet främst är inriktat mot bearbetning och presentation av processdata via bildskärm istället för traditionella instrumentpaneler kan kraven på överblick över processen och kunskap om processambanden öka eftersom operatören bl a mera aktivt måste välja den information som skall presenteras. En effekt av system för automatiserad analysering är, enligt en representant för ett användarföretag, att operatörerna snabbare kan se resultatet av olika ingrepp vilket utgör en stimulans.

Inom den Vidareförädlande delen av den kemiska industrin har man inte i någon större utsträckning centrala kontrollrum. Från ett av företagen menar man dock att kraven på att förbättra miljön och minska bemanningen inom utsatta delar av produktionen är en av de främsta drivkrafterna för en ökad automatisering och därmed på sikt övergång till drift från centrala kontroll- rum.

Liksom i övriga branschstudier finns även inom den kemiska industrin exempel på att automatiseringen motiveras med svårigheter att rekrytera personal till vissa delar av tillverkningen. Inom ett av företagen ser man från ledningens sida automatisering kombinerad med noggrannare arbetsinstruk- tioner som ett sätt att minska behovet av yrkeskunskap hos personalen i den direkta tillverkningen. I gengäld satsar man medvetet stora resurser på att

genom eget utvecklingsarbete inom styrsystemområdet utveckla processkun- nandet.

Beträffande datorutnyttjandet inom den kemiska industrin har från branschhåll framhållits att mycket av effekterna av datoriserade styrsystem- tillämpningar följer av att företaget vid systemutvecklingen på ett mera systematiskt sätt tvingas att tänka igenom vad man vill uppnå och hur det skall uppnås. I allmänhet ökar också kraven på processkunskap. Konsekven- serna av en sådan process kan vara väl så viktiga som det faktum att själva styrningen av verksamheten blir effektivare. Inom den kemiska industrin förefaller datorstödet huvudsakligen vara inriktad mot processer i vilka man har konstanta produktionsbetingelser under långa perioder. Åtminstone gäller det de system där man har inslag av direkt reglering. Branschrepresen— tanter har många gånger framhållit att ”recepten är för många”. "tillverk- ningen är för splittrad med små volymer” för att datorisering skall vara möjlig. Huvudintrycket är alltså att datorstödet. med undantag för tillämp- ningar med PC-system, inte i första hand utnyttjas för att skapa flexibilitet utan för att effektivisera den tillverkning som redan sker i stor skala.

9.5. Utvecklingstendenser

När det gäller den framtida utvecklingen av datorstödet inom den kemiska industrin är de sjunkande kostnaderna för datorutrustningen och tillgången på mini- och mikrodatorer de mest betydelsefulla faktorerna.

Ser man till den internationella utvecklingen kan man säga att utformning- en av datorstödet till stor del betingats av kostnaderna för maskinvaran. Från början byggde man stora. centrala system i stora anläggningar där man lade in många styrfunktioner för att kunna motivera själva datorinvesteringen. Resultatet blev ofta problem med överblickbarheten och tillgängligheten. Underhand som maskinvaran förbilligats har det blivit möjligt att utveckla små avgränsade tillämpningar baserade på mini— och mikrodatorer. De företagsrepresentanter som kontaktats framhåller alla den stora betydelsen av att man nu kan arbeta med avgränsade problem och mindre avsnitt av processerna. Med från början beränsad ambitionsnivå kan man stegvis bygga upp sin egen kunskap och underhand utvidga och samordna olika system.

På grund av den kemiska industrins heterogena karaktär har det inte varit möjligt att inom ramen för denna studie systematiskt belysa den framtida utvecklingen inom delbranscherna utöver vad som redan redovisats i avsnitt 9.2.

10. Järn-, stål- och metallverk

10.1. Branschstruktur

Järn-. stål- och metallverk svarade 1978 för knappt sex procent av industrins totala förädlingsvärde och för drygt sju procent av dess totala sysselsättning. Järn- och stålverken är den största delbranschen vilket framgår av tabell 10.1 nedan.

Tabell 10.1 Antal arbetsställen, sysselsättning samt förädlingsvärde inom järn-, stål- och metallverk (SNI 37) 1978

SNI-kod Benämning Arbetsställen Sysselsättning Förädlingsvärde

' Antal %—andel Antal %-andel Mkr %-andel 37101 Järn— och stålverk 36 20 46 035 73 4 339 71 37102 Ferrolegeringsverk 3 2 1 086 2 67 1 37103 Järn- och stålgjuterier 49 28 3 926 6 348 6 3720 Ickejärnmetallverk 89 50 12 258 19 1 362 22 Summa Järn-, stål— och metallverk 177 100 63 305 100 6 116 100

Källa: SOS Industri.

Järn- och stålverken år i jämförelse med övrig tillverkningsindustri mycket stora enheter som ofta dominerar sysselsättningsmässigt på sina lokalise- ringsorter.

Stål indelas vanligen i två huvudgrupper utifrån den kemiska sammansätt- ningen nämligen handels- respektive specialstål. Handelsstål omfattar olegerade produkter med en kolhalt understigande 0,6 %. Övrig stålproduk- tion (inklusive legerat stål) går under samlingsnamnet specialstål. Som specialstålverk räknas traditionellt företag vars produktionsvolym till mer än 25 % utgörs av specialstål. Genom det i genomsnitt mer än tre gånger högre priset på specialstål jämfört med handelsstål svarar specialstål för merparten av saluvärdet i dessa verk. Betydande stordriftsfördelar föreligger särskilt i handelsstålframställningen.

Internationellt sett är de svenska järn— och stålverken dock små. I stället har den svenska stålbranschen sökt specialisera sig och andelen specialstål av den totala produktionen är betydligt högre i Sverige. än i andra länder. Specialstålverken exporterade 1978 drygt tre fjärdedelar av sin produktion

och svarade därmed värdemässigt för merparten av den svenska stålexpor— ten. Nettoeffekten på handelsbalansen är dock inte lika gynnsam eftersom behovet av importerade legeringsmetaller är stort och tillverkningen synnerligen energikrävande. Handelsstålverken är mer hemmamarknadsin— riktade med en exportandel på knappt 50 procent 1978. Den svenska ekonomins självförsörjningsgrad är också högre beträffande handelsstål jämfört med specialstål (ca 55 resp ca 45 procent 1978).

Sedan mitten av 1970-talet befinner sig världens stålindustri i en kris som kan sägas ha såväl strukturella som konjunkturella orsaker. Under 1950- och 1960-talen byggde många länder utanför Västeuropa upp stora stålverk framför allt för tillverkning av handelsstål. Genom låga löner. tillämpning av modern teknologi och tillgång till billiga råvaror har dessa enheter skärpt den internationella konkurrensen betydligt. Utvecklingen har medfört att det nu föreligger en betydande överkapacitet inom branschen totalt sett vilket. tillsammans med lågkonjunkturen som inleddes 1974. lett till sjunkande priser och lågt kapacitetsutnyttjande. Sveriges produktion av råstål låg 1978 mer än 25 % lägre än 1974. Specialstålverken har. bland annat genom ett mindre hemmamarknadsberoende och tekniskt mer konkurrenskraftiga produkter, klarat lågkonjunkturen något bättre än handelsstålverken. Tabell 10.2 belyser utvecklingen inom delbranschen järn-. stål- och ferrolege— ringsverk under 1970-talet.

Tabell 10.2 Sysselsättning, salu- och förädlingsvärde i löpande priser, produktivitet m. m. för järn-, stål- och ferrolegeringsverk (SNI 371) vissa år

1970 1972 1974 1975 1976 1977 1978

Antal anställda Saluvärde, Mkr Förädlingsvärde, Mkr Antal arbetsställen

Produktionsvolymindex

(1968 = 100) Produktivitetsindex (1968 = 100)

56 581 54 041 56 802 58 202 57 856 54 700 51 047 7555 7215 11994 12786 11972 10795 12534 3519 3215 5542 4895 4271 4270 4754 112 105 96 98 95 90 88 116 114 133 124 113 101 104 113 125 140 131 125 123 141

Källa: SOS Industri.

Tabellen visar den drastiska omsvängning som skedde efter 1974/75 beträffande produktionsvolym och sysselsättning. Under 1978 inleddes en viss återhämtning.

Figur 10.1 nedan visar investeringsutvecklingen inorn järn-. stål- och metallverk under 1970-talet.

De kraftiga neddragningarna av investeringarna 1976—78 i samband med stålkrisen minskade järn- och stålindustrins andel av industrins totala investeringar avsevärt. Som en följd av att investeringsvolymen varit låg under hela 1970-talet har också järn—. stål- och metallverkens andel av tillverkningsindustrins totala realkapitalstock minskat trendmässigt. Mellan 1972 och 1979 sjönk andelen av det totala byggnadskapitalet från 12.6 till 11,6 %. Motsvarande andelar för maskinkapitalet var 162 respektive

9001 8004 700— 600— 5004 400—

300J

200—

x_f"

1001

7— _l— _l _l— 'T— 1970 71 72 73 74 75 76 77 78 79 År

_ Summa ""H"—"' Maskiner och inventarier

— _ _ _ _ Byggnader och anläggningar

15.4 %. Som framgick inledningsvis svarar branschen endast för knappt sex procent av industrins totala förädlingsvärde vilket visar järn— och stålindu- strins kapitalintensiva struktur.

År 1976 tillsattes två utredningar med uppgift att föreslå åtgärder beträffande den svenska stålindustrins framtida inriktning. De två utredning-

Figur 10.] Investeringar i byggnader och anlägg- ningar respektive maski- ner och inventarier inom järn—, stål och metallverk (SNI 37) 1970—1979. Mkr, [975 års priser.

Källa: SCB, SM Serie F 1980:6.2.

arna, handelsstålutredningen respektive specialstålutredningen framlade sina förslag under 1977. För handelsstålindustrins del föreslogs ökad speciali— sering och koncentration till vissa produktslag. Mot bakgrund av överkapaci- teten på världsmarknaden sågs nedläggningar av vissa enheter som nödvändiga samtidigt som stora investeringar skulle behövas i resterande anläggningar för att skapa en konkurrenskraftig struktur. Utredningen ledde till bildandet av Svenskt Stål AB (SSAB) där samtliga större handelsstålpro- ducenter ingår. Inom SSAB arbetar man för närvarande efter en struktur- plan där det omfattande investeringsprogrammet (ca 4 000 miljoner kronor fram till 1982) skall leda till en kommersiell och teknisk förnyelse, effektivisering av produktionsapparaten och en anpassning av kapaciteten till den långsiktiga efterfrågan. Det sistnämnda beräknas leda till en minskning av sysselsättningen med i storleksordningen 4 000 personer. Sju mindre handelsstålproducenter står fortfarande utanför SSAB men en viss samordning mellan SSAB och dessa verk har kommit till stånd.

Även för specialstålindustrins del har i den särskilda utredningen och i andra sammanhang påpekats behovet av strukturella förändringar. De diskussioner som förts mellan specialstålföretagen har dock hittills inte lett till något mera omfattande samarbete. Undantag utgör dock Uddeholms övertagande av driften i Nyby från Gränges 1979 genom bildandet av Nyby-Uddeholm AB samt bildandet av bandbolaget Uddeholm Strip Steel AB som ägs av Sandvik AB och Uddeholm AB gemensamt. Inom ramen för den s k strukturdelegationen har statsmakterna medverkat till att vissa strukturförändringar kommit till stånd även inom specialstålbranschen.

Den svenska stålindustrin står således inför stora krav när det gäller rationaliseringar, teknisk förnyelse och höjning av produktiviteten. De relativt små anläggningarna gör att man har svårigheter att konkurrera inom de produktområden där de verkliga Stordriftsfördelarna finns. Konkurrens- medlen måste istället bli specialisering och kundanpassning. Ett centralt område härvidlag är processteknologi och processtyrning, d v 5 att få fram processer som tar hänsyn till svenska förutsättningar exempelvis beträffande råvarutillgång och som kan tillämpas med god ekonomi även vid produktion i mindre skala.

De svenska handelsstålverken har hittills drabbats mest av den interna- tionella konkurrensen, fråmst p g a att Stordriftsfördelarna haft störst ' betydelse inom detta område I framtiden kan man dock räkna med en ökad konkurrens även på specialstålsidan 1 och med att modern processtyrnings— teknologi gör det lättare att tillverka specialstål 1 stora serier. Överkapaci- teten inom handelsståltillverkningen har också medfört att många moderna handelsstålverk börjat söka sig in på specialstålområdet.

På kort sikt är utsikterna för den svenska stålindustrin tämligen mörka. Den internationella efterfrågan väntas fortsätta att minska under 1981 såväl beträffande handels- som specialstål. Med undantag för vissa specialstålfö- retag har branschen uppvisat förluster under 1970-talets sista hälft. Detta har medfört att företagen nu står sämre rustade att möta en konjunkturnedgång än vid senaste tillfället. Särskilt gäller detta de mindre handelsstålverken.

I SCB's investeringsenkät förutses dock en väsentlig ökning av investe- ringsverksamheten för 1980 och 1981 jämfört med närmast föregående år. Som framgått tidigare innebär SSABs strukturplan att stora investeringar

kommer att göras. Industriverket bedömer att branschens årliga investe- ringsvolym kommer att uppgå till i genomsnitt 1 230 miljoner kronor per år under prognosperioden (t o m 1984) vilket utgör cirka tolv procent av den beräknade investeringsvolymen för industrin totalt sett.

Den svenska järn- och stålindustrins framtid på längre sikt är mycket svårbedömd. Industriverkets prognoser, som förutsätter att SSABs strategi förverkligas, anger en produktionsvolymökning om drygt fem procent årligen fram t o m 1984 som trolig. Förutsatt att ett högre kapacitetsutnytt- jande uppnås och mot bakgrund av den produktivitetsreserv som skapats under de senaste åren bedömer industriverket att branschens arbetsproduk- tivitet kommer att öka med ca sju procent under prognosperioden. Sysselsättningen skulle därmed minska med drygt 3 500 personer mellan 1978 och 1984. Inte minst mot bakgrund av den under senare delen av 1980 och början på 1981 markant sjunkande stålefterfrågan finns anledning att räkna med en svag genomsnittlig produktionstillväxt för 1980-talets första hälft, såväl i Sverige som i övriga industriländer.

10.2. Användningen av styrsystem inom järn-, stål— och metallverk

Styrsystem används inom järn-_ stål- och metallverk för både processtyrning och produktionsstyrning. En relativt snabb tillväxt av de båda typerna av system kommer att ske inom de närmaste åren. Styrsystemen upplevs av företagen som en viktig konkurrensfaktor.

De nyare systemen blir allt mer omfattande. Processtyrsystemen griper djupare in i de enskilda delprocesserna som i högre utsträckning automati- seras. Produktionsstyrsystemen behandlar stora mängder produktions- och anläggningsdata samtidigt som de kopplas samman i hierarkier som omfattar allt större produktionsavsnitt.

Hur den kris som branschen genomlevt och som fortfarande till stor del består påverkat användningen av styrsystem är svårbedömbar. Investering— arna i styrsystem hänger till stor del samman med övriga investeringar. I anläggningar med mycket osäkra framtidsutsikter har utvecklingen sannolikt hämmats.

10.2.1. Exempel på styrsystemtillämpningar.'

10.2.1.1 Styrning av ugnar

Ugnar används inom järn- och stålindustrin för att ge stålämnen önskad temperatur inför olika bearbetningar eller som en behandlingsmetod.

Styrningen av ugnar kan avse dels reglering av ugnens temperatur och därigenom ämnenas temperatur. dels den tid som ämnena befinner sig i ugnen. Kombinationer av dessa principer används också. Två exempel på sådana tillämpningar redovisas i det följande:

' I bilaga 4 beskrivs fyra fallstudier av styrsystem- tillämpningar mer i de- talj. De fall som beskrivs är: styrning av götvals- verk vid Sandvik AB. produktionsstyrning vid SSAB i Oxelösund. styr- ning av ugnar vid Söder— fors bruk samt produk— tions- och processtyrning i färdigvalsverk 2 vid SSAB i Luleå.

1 Den refererade tillämp— ningen beskrivs mer detaljerat som fallstudie nummer 3 i bilaga 4.

3 Den takt ämnena häm- tas ur ugnarna.

Temperaturreglering i värmebehandlingsugnar'

Vid Söderfors bruk produceras ett höglegerat specialstål för verktygstillverk- ning, dets k ASP-stålet. För framställningen används sex förvärmningsugnar där ett snabbstålpulver skall förvärmas i hermetiskt tillslutna kapslar under övervakning av kapselns svällning. Efter ca 48 timmar i förvärmningsugnarna sker den slutliga behandlingen i en gemensam s k Quintuspress där kapslarna utsätts för högt tryck (1 000 ton) och hög temperatur (1 150”C) under tre till sex timmar beroende på stålkvalitet. Temperaturen styrs efter ett förutbestämt temperatur/tidschema. Lokala mikrodatorbaserade reglerstationer för varje ugn styr temperaturen med en noggrannhet av några grader Celsius. Styrningen sker via elektriska uppvärmningsanordningar.

I ett överordnat datorsystem sker samordning och planering av de olika ugnarnas körschema med hänsyn till den efterföljande bearbetningen i pressen, rapportutskrifter samt kommunikation med reglerstationer för övervakning och inställning av styrparametrar.

Systemet kan köras helt automatiskt eller med hjälp av operatör. För operatörens styrning och övervakning finns bildskärm och funktionstangent- bord. Felutskrifter och rapportering sker via skrivmaskinsterminal. För manuell reglering av reglerstationerna finns manöverpanel med tryckknap- par och bildskärm. Systemet togs i drift hösten 1978. Bland effekterna av systemet kan nämnas:

. Ökad produktion genom obemannad avslutning och driftstart i samband med veckoslut . Bättre produktkvalitet genom den kontinuerliga regleringen som syste- met medger 0 Lägre energiförbrukning genom att behandlingstiden i ugnarna kan minimeras . Rapporteringsfunktionen ger ett bra underlag för produktionsuppfölj— ning.

Anskaffningskostnaden för systemet uppgick till 0,4 Mkr och återbetalnings- tiden beräknas till mindre än tre månader.

Styrning av ämnesugnar Ugnen skall till efterföljande enhet. t ex valsverk. leverera stålämnen med önskad temperatur. Den önskade temperaturen på ämnena skall bibehållas även om ämneskvalitet. ämnesdimensioner och dragningstakt2 varierar. Detta sker genom att ugnen får tjänstgöra som buffert. Ugnarna är indelade i ett antal temperaturzoner där den sista zonen har den högsta temperatu-

ren. Blir bufferten av ämnen i ugnen för stor kommer många ämnen i ugnen att

ligga vid för hög temperatur. Vid ett stopp i ugnen kommer ämnenas temperatur att stiga och för att kompensera detta måste temperaturen i ugnen sänkas. För hög ämnestemperatur tidigt i ugnen ger en hög energiförbrukning.

För att styra ugnens temperatur med hänsyn till dragningstakt så att ämnena har rätt temperatur då de lämnar ugnen används en dator med in-/utsignaler till processen och bildskärmar för operatören. Styrningen sker med hjälp av en processmodell som tar hänsyn till ämnenas temperatur, dimension och i vilken takt ämnena skall lämna ugnen. Om dragningen stoppas regleras temperaturen automatiskt ned under stillestånds- perioden.

Ugnar av den här typen är oljeeldade. Betydande energibesparingar kan göras genom att anpassa zontemperaturen till produktionstakten och genom att dra ner temperaturen vid driftstopp. Totalt kan energibesparingen vid ugnen bli 10—15 %.

10.212. Analyslaboratorium med chargekorrektion

Vid ståltillverkningen spelar provtagning för att analysera halter av olika ämnen en central roll. Analysen sker för flertalet ämnen med hjälp av röntgenspektrometer. Detta är ett komplicerat instrument som i regel har inbyggt datorstöd för styrning och beräkning av halter av olika ämnen i provet.

Utifrån detta prov beräknas vilka ämnen och legeringar som skall tillsättas smältan för att önskad stålkvalitet skall erhållas. Denna beräkning kallas chargekorrektion i vilken en relativt komplicerad matematisk modell används. I många stålverk utförs denna beräkning i dator. Resultatet blir ett förslag på mängd och sort av legeringar som skall tillsättas.

Dessa system har utformats på alternativa sätt vid verken. Det finns bl a följande utföranden:

. Korrektionsberäkningen sker på den dator som hör till spektrometern ' Analyslaboratoriet har en särskilt dator för chargekorrektionsberäkning- ar och administration av laboratoriedata . Korrektionsberäkningen är integrerad i ett styrsystem för ugnarna där det även finns funktioner som driftövervakning, invägningssystem för legeringar m m . Via terminal till en datacentral körs ett chargekorrektionsprogram.

Med datorbaserad chargekorrektion kan följande fördelar uppnås:

. Bättre träffsäkerhet vid korrektionerna d v s önskad stålkvalitet upp-

nas

. Snabbare beräkningar (vid ugnen väntar man på besked för fortsatt behandling) . Möjlighet till optimalt val av legeringar med hänsyn till tillgång och kostnader.

10.213 Material— och produktionsstyrning Material- och produktionsstyrning kan delas in i två delar:

. Grovplanering som ofta sker på verkens administrativa datorsystem ett par gånger per vecka. Resultatet av denna planering är underlag för detaljplaneringen.

. Detaljplanering som kan ske manuellt, i det centrala datorsystemet elleri ett terminalorienterat minidatorsystem. Underlag erhålls, ofta via datalänk, från grovplaneringen i det administrativa datorsystemet. Resultatet utgörs av rapporter och bilder på bildskärmsterminaler.

Material- och produktionsstyrsystem (MPS-system) är ofta uppbyggda kring ett minidatorsystem med ett stort antal bildskärms- och skrivmaskinstermi- naler. Terminalerna är utplacerade på planeringskontor, lager, förmanskon- tor och direkt i produktionen. Huvudfunktioner i systemet är produktions- planering på skiftbasis och i vissa fall även historik av tidigare planeringar. Planeringen resulterar i utskrift av arbetsorder för olika delprocesser. Systemen används vanligtvis även för återrapportering av produktionsdata, driftrapporter och rapportering/uppdatering av data beträffande råvaror, halvfabrikat och färdigvaror. Systemen kan omfatta ett flertal olika led i produktionskedjan. T ex från råvara till och med stränggjutning och götvalsning eller ett helt valsverk. Bland effekterna av MPS-system kan nämnas:

. Informationsspridning om pågående produktion och anläggningens status till ett stort antal intressenter. Detta ger också större medvetenhet om hur olika driftstörningar påverkar produktionen

. Viss rationalisering vid t ex planeringscentraler

. Goda möjligheter till omplaneringar och produktionsuppföljning.

10.2.2. Uppskattning av antalet installerade styrsystem

Investeringsvolymerna för installerade styrsystem är svåra att uppskatta. Ofta ingår styrsystemet i övrig elutrustning och det kan då vara svårt att avgränsa styrdelen. Vid anskaffning av en hel anläggning kan taktik— och policyfrågor avgöra hur en leverantör fördelar den totala kostnaden på olika delar av anläggningen.

I investeringar i styrsystem har medräknats processdator, kringutrustning tex terminaler och skrivare, processanslutningar och erforderlig program- vara.

Däremot är i regel ej medräknat:

. Utbildning som leverantören ej svarar för . Anläggningsarbeten i anslutning till styrsystemen . Kostnauen för organisatoriska och produktionstekniska förändringar.

Inom branschen finns idag ett 70-tal processtyrsystem som motsvarar en beräknad investering på ca 100 Mkr. Beräkningen är gjort i löpande penningvärde och baserar sig på uppgifter från användarna samt uppskatt- ning dår uppgifter ej har kunnat erhållas. Det typiska styrsystemet är ett minidatorsystem med skivminne, proessanslutningar och några terminaler. De flesta systemen ligger inom kostnadsramen 1—2 Mkr. Vissa mikrodator- system för avgränsade uppgifter kostar under 1 Mkr medan mera cmfattande system för t ex produktionsstyrning kan kräva investeringar betydligt över 2

Mkr. Det finns ett 40-tal system planerade och under utveckling under de

närmaste två till tre ,åren. Investeringsbehovet för dessa uppskattas till drygt 100 Mkr.

Planerade styrsystem kräver större investeringskostnad per system än vad som fordrats hittills. Detta beror på bl a följande orsaker:

. För många styrsystem är den dominerande kostnaden personalinsatsen för projektering, utveckling och installation. Med stigande personalkost- nader kommer därför systemen att bli dyrare . Användare med erfarenhet av styrsystem planerar mera omfattande och komplexa system än hittills.

10.2.3. Användningen av styrsystem fördelad på delbranscher och tillämpningar

I princip alla anläggningar inom branschen med verksamhet inom styrsy- stemområdet har kontaktas vid studiens genomförande, sammanlagt ett 30-tal anläggningar av totalt ca 35. Användningen av styrsystem inom olika typer av företag framgår av tabell 10.3 nedan.

Tabell 10.3 Antal styrsystem fördelat på slag av företag resp. installerade och planerade styrsystem

Antal Antal installerade planerade Slag av företag styrsystem styrsystem Handelsstålverk 25 18 Specialstålverk 34 18 Metallverk 9 5 Summa 68 41

Källa: Teleplan.

Med installerade styrsystem avses system som tagits i drift senast 1979, Med planerade styrsystem avses system under utveckling och sådana som planeras under de närmaste två till tre åren.

Handels- och specialstålverk

Olika tillämpningar för styrsystem inom handels- och specialstålverk framgår av tabell 10.4. Den vanligaste och mest spridda styrsystemtillämpningen är chargekor- rektionsberåkning. Den sker för specialstålverk i samband med stålanalysen medan den för handelsstålverk kan vara integrerad i styrningen av LD-ugnar. Utvecklingen går mot system som förutom chargekorrektion även svarar för administration och statistisk bearbetning av laboratoriedata. Styrning av valsverk med storskruvinställning liksom stickschemaberäk- 1 . - ning1 är relativt komplicerade direktstyrningar som har blivit vanliga de gfåfäsfäinmååbfvsgljr senaste åren. Ett utvecklingsprojekt inom detta område har bedrivits av ningen.

Tabell 10.4 Installerade och planerade styrsystem inom handels- och specialstålverk fördelat på tillämpningar

Antal Antal installerade planerade Tillämpning styrsystem styrsystem Chargekorrektionsberäkning 9 2 Styrning av valsverk (storskruvin- ställning och stickschemaberäk- ning) 4 1 Styrning av stränggjutningsanlägg— ning 1 5 Styrning av ugnar (värmebehand— lingsugnar och ämnesugnar) 9 10 Varvtals— och hastighetsreglering i fin—, tråd— och bandvalsverk 4 Material- och produktionsstyrsy- stem 8 5 Styrning av elektrostålugnar 2 2 Styrning av LD-ugnar 3 Styrning av maskiner och behand- lingslinjer (saxar, kranar. kapma— skiner, galvaniseringslinjer, betlin— je och klipplinje) 12 6 Övrigt som tex styrning av pann- central, kylsträckor, beskicknings— beräkning, logg, vägningssystem, klimatstyrning 7 'Jl

Summa 59 36

Källa: Teleplan.

Jernkontoret och Avesta Järnverk. Utvecklingen går mot direktstyrda system för optimering av valsningsförloppet med hjälp av processmodeller där det även kan bli aktuellt med processparametrar som fortlöpande anpassas till förutsättningarna (s k adaptiva system).

Istället för gjutning i form övergår man numera till en kontinuerlig gjutning där man sedan klipper ämnena i önskade längder i s k stränggjut- ningsanläggningar. Dessa anläggningar är i regel redan från början utformade så att processdator kan utnyttjas. Den används för styrning av kylning och positionering av gjutsträngen. Ett flertal processdatorinstal- lationer planeras för denna tillämpning.

Ugnar används inom stålindustrin i stor omfattning för värmebehandling och för att ge ämnen rätt temperatur och homogenitet inför olika bearbetningar. Med stigande energipriser blir styrning av ugnar för att minimera energiförbrukningen en mycket väsentlig styrsystemtillämpning,

Bland styrning av finvalsverk finns varvtals- och hastighetsreglering, drift- och produktionsövervakning samt styrning av ett helt verk inklusive erforderliga sekvensstyrningar.

Då det gäller material- och produktionsstyrsystem är gränsdragningen mot administrativa system svår. Här har räknats in sådana system som är interaktiva via bildskärm, där planering och omplanering kan göras på skiftbasis och där datorsystemen har material- och produktionsstyrning som

sin huvuduppgift. Utvecklingen av mindre datorsystem och särskilda industriterminaler gör material- och produktionsstyrning till ett tillämpnings- område där en snabb spridning av datorsystem kan förväntas.

Styrning av elektrostålugnar sker för att genom samplanering av flera ugnar begränsa maximalt effektuttag (kan vara upp till 30 MW/ugn) och för att begränsa slitage på ugnsinfordringar och elektroder.

En av de mera avancerade styrsystemtillämpningarna inom järn- och stålindustrin är styrning av LD-ugnar. Dessa används för att genom tillsats av syrgas, skrot och olika legeringar uppnå önskad halt av kol, fosfor, svavel, mangan och kväve, d v s önskad stålkvalitet till rätt sluttemperatur. Styrsys- tem används för att uppnå maximalt utbyte med minimal behandlingstid. Styrsystemen arbetar med empiriska processmodeller för beräkning av legeringstillsatser, syrgasmängd m rn. Man styr också den lans med vilken syrgasen tillförs smältan. I systemen ingår ofta kringfunktioner som driftöverkning, invägning av tillsatser m m.

Styrning av maskiner spänner över ett brett register från lokala system för t ex styrning av sax för optimalt utbyte av produkter ur ämnen till system för styrning av hela behandlingslinjer och styrning av lager före och efter behandlingslinjerna. För lokala maskinstyrningar går utvecklingen mot användning av mikrodatorer och PC-system.

M etall verk

Olika styrsystemtillämpningar inom metallverk framgår tabell 10.5.

Tabell 10.5 Installerade och planerade styrsystem inom metallverk

Antal Antal installerade planerade Tillämpning styrsystem styrsystem Styrning av ugnar 1 2 Vägnings- och chargeringssystem 5 Chargekorrektionsberäkningar 2 Kontrollrumssystem 1 Övrigt som material- och produk- tionsstyrning, maskin- och effekt- styrning 3 Summa 9 5

Källa: Teleplan.

För metallverk dominerar tillämpningar för styrning av ugnar samt vägnings- och chargeringssystem. I och med de stigande energipriserna har ugnsstyrning blivit allt mer aktuellt (i de fall där ugnarna ej måste läggas ner).

Figur 10.2 Spridningen av installerade styrsystem inom järn-, stål- och metallverk.

Källa: Teleplan.

Figur 10.3 Spridningen av installerade och pla- nerade styrsystem inom järn-, stål— och metall- verk.

Källa: Teleplan.

10.2.4. Spridningen av styrsystemtillämpningar

Spridningen av styrsystemtillämpningar bland företagen redovisas i figur 10.2. I figur 10.3 redovisas spridningen om även planerade system tas med.

Det finns ett relativt stort antal företag som har inget eller endast något styrsystem. Dessa företag har i regel ett begränsat kunnande och ringa erfarenhet av styrsystem. De är därför hänvisade till mer eller mindre nyckelfärdiga system.

Antal företag

10

9

4 3 2 I ' l- 0 1 2 3 4 5 >5

Antal företag

10

Antal styrsystem

anmmxioo

0 1 2 3 4 5 6 > 6 Antal styrsystem

Det finns också en grupp företag som har ett stort antal styrsystem. Dessa har ofta processdatorkunnig personal för egen utveckling av styrsystem och kan därför driva styrsystemprojekt i egen regi.

10.3. Problem i samband med styrsystem

Följande problem i samband med styrsystem uppges föreligga inom branschen:

. Brist på kunskap och information om datorer och styrsystem på alla nivåer inom företagen. . Det är svårt att hitta givare för primära processparametrar t ex tempe- raturen i smältan. Man måste därför ofta arbeta med indirekta parametrar och processmodeller. Miljön medför också svåra givarproblem. . Branschen har dålig lönsamhet och relativt gammal produktionsutrust- ning. Det är då i många fall svårt att använda styrsystem då utrustningen inte är anpassad för givare och ställdon. . Vid introduktion av styrsystem i ett företag fordras att drift- och underhållsorganisationen anpassas till de service— och underhållskrav som sådana system ställer. Detta fordrar ofta nyanställning eller omskolning av befintlig personal till den nya tekniken.

10.4. Effekter av användningen av styrsystem

Utvärderingar av effekterna av olika styrsystemtillämpningar är relativt få. Detta beror bl a på att orsakssambanden är svåra att klarlägga. Normalt installeras styrsystem i samband med en ombyggnad eller modernisering av en anläggning. I nästan samtliga fall upplever man styrsysteminstallationerna som lönsamma vilket också visar sig genom att man anger styrsystem som en viktig konkurrensfaktor.

Effekterna av styrsystem skall diskuteras ur tre aspekter, nämligen produktionstekniskt, organisatoriskt samt påverkan på individen.

10.4.1. Produktionstekniska effekter

Det är i regel de produktionstekniska effekterna som är det avgörande motivet för att installera styrsystem. Man kan uppnå mycket goda resultat vilket visar sig i att återbetalningstiden för en styrsysteminstallation ofta är under 2 år. Exempel finns på tider ner till några månader.

I de flesta fall är effekterna en kombination av förbättrad produktkvalitet, minimering av råvaru- och energiförbrukning, personalbesparingar och miljöförbättringar.

Den viktigaste effekten är i många fall en förbättrad produktkvalitet. Den är ofta svår att kvantifiera men är mycket viktig från konkurrenssynpunkt. Bland system där en förbättrad produktkvalitet är den viktigaste effekten kan nämnas:

chargekorrektionsberäkningar och chargeringssystem

— styrning av valsverk maskinstyrningar — styrning av LD-ugnar produktionsstyrning.

I många system kan man också åstadkomma en minskning av råvaru- och energiförbrukningen. Det är också huvudmotiv i system för styrning av:

— ugnar — behandlingslinjer (galvaniserings- och betlinjer) stora maskiner.

Ökad produktivitet genom ett bättre utnyttjande av produktionsresurserna förekommer i många fall. Produktivitetsökningen kan åstadkommas genom kortare behandlingstider, bättre planering, produktion med begränsad bemanning o s v.

Styrsystem har även resulterat i minskat personalbehov eller att befintlig personal kunnat klara fler arbetsuppgifter genom att de har fått bättre hjälpmedel. Detta gäller exempelvis för produktionsstyr- och kontrollrums— system som gör det möjligt att presentera stora informationsmängder på ett överskådligt sätt, göra konsekvensberäkningar m m.

Många system har resulterat i miljöförbättringar för personalen. Det är dock endast i ett fåtal fall som detta är huvudmotivet för införandet av systemen.

10.4.2. Organisatoriska effekter

Här kan man skilja mellan företag som har liten respektive stor erfarenhet av datorsystem.

I företag som saknar erfarenhet av styrsystem får det första systemet effekt på framför all deras service- och underhållsorganisation. Man måste bygga upp ett eget kunnande inom dator- och elektronikområdet. Detta kan ske genom utbildning av egen personal eller nyanställningar. Man måste också sörja för att berörd personal får den utbildning som fordras.

Företag med tidigare erfarenhet av styrsystem har i regel även dator- och elektronikkunnande för att sköta service- och underhåll. Man försöker även att om möjligt standardisera utrustningen till ett fåtal fabrikat. Personal från företagets enhet för anläggningsunderhåll inom elektronik och datorteknik kan även medverka vid anskaffning av nya system. Man kan då påverka den tekniska och funktionella utformningen av nya system.

10.4.3. Påverkan på individen

Det kan vara stor skillnad på effekterna för personalen av olika systemtyper. Det antal personer som använder eller kommer i kontakt med systemen på arbetsplatsen varierar också.

Processtyrsystem har ett mindre antal användare som kommunicerar via ett fåtal bildskärmar, skrivmaskinsterminaler och eventuellt en processpa- nel. Operatören tillbringar ofta en stor del av sin tid vid dessa enheter. Hur operatören upplever dessa system beror på hur man avvägt och utformat de

datorbaserade respektive de manuella rutinerna. I många fall upplevs systemet som en stor hjälp vid arbetet. Samtidigt har en del av operatörens skicklighet överförts till systemet vilket upplevs negativt. Operatörens uppgifter är ofta av övervakande karaktär vilket tidvis kan upplevas som mindre meningsfullt.

För produktionsstyrsystemen är situationen något annorlunda. De har många användare främst via terminaler. Ofta är de manuella rutinerna tämligen omfattande samtidigt som nödvändiga bedömningar av olika åtgärder kräver längre tid. För de flesta är tiden vid terminalen en liten del av den totala arbetstiden. Inmatning av data via terminalen ersätter ofta blanketter som skall fyllas i, vilket upplevs positivt.

För vissa anställda, särskilt äldre personal, kan arbetsmetodiken vid terminalerna vara främmande. Då krävs större utbildningsinsatser. För operatörerna vid centrala funktioner i systemet. t ex en planeringscentral, är tiden vid terminalerna stor. De är då också beroende av att systemet är man/maskinmässigt riktigt utformat.

Alla styrsystem har funktioner för produktionsuppföljning, kontroll och övervakning. Dessa funktioner kan ibland upplevas som en övervakning av individen. Detta kan undvikas om alla berörda får vara med i utformningen av systemet och syftet med uppföljningen klargörs för alla.

10.5. Utvecklingstendenser

10.5.1. Allmänt

Utvecklingen av styrsystem inom branschen går mot:

. Skräddarsydda små system med mikrodatorer för avgränsade uppgifter . Styrning av komplicerade processer med modeller och konventionella givare där primära parametrar ej kan mätas . Produktionsstyrning med terminalbaserade interaktiva system, ofta med minidatorer, och med terminaler i direkt anslutning till processen . System för övergripande energistyrning inom ett verk omfattande el, ånga, vatten, luft och gas i verkets olika processer.

Styrsystem utvecklas efter två linjer.

Dels paketsystem för vanligt förekommande tillämpningar. Dessa system kräver liten datorkunskap hos användaren och kan därför tjäna som introduktion till en senare utökad styrsystemanvändning. Fördelen med dessa system är att de är väl definierade till kostnad, omfattning och ut- vecklingstid. En nackdel är att systemen ofta ej har den flexibilitet och utvecklingsmöjlighet som många tillämpningar kräver.

Dels kundanpassade system. Utvecklingen av dessa system sker helt eller delvis i företagets egen regi. De kräver därför en betydligt djupare process- och datorkunskap än den förra typen.

Fördelen med dessa system är att de kan anpassas till de egna kraven och de drifterfarenheter man får. Den slutliga utformningen av ett system skiljer sig ofta från den som specificerades vid projektstart. Ett problem med detta sätt att arbeta är att man har svårt att från början uppskatta utvecklingstid, kostnad och omfattning.

10.5.2. Nya processer

För närvarande pågår en utveckling av nya processer för järnframställning. Gemensamt för dessa processer är att de kan arbeta med pulverformig slig så att sintringsmomentet bortfaller och att de fordrar liten eller ingen mängd koks. De utgör också slutna system och är därför miljövänliga. De svenska processer där utvecklingen kommit längst är:

. Elred. ASEA och Stora Kopparberg har tillsammans utvecklat en metod där man i ett första steg tar fram en delvis metalliserad produkt med en del kol kvar. Av denna produkt kan råjärn framställas genom att reducera bort syret i en ny typ av elektrisk ljusbågsugn. De avgaser som bildas i processen kan användas för elkraftsproduktion i ett kraftverk vars elkraft räcker för både processen elbehov och annan elförbrukning. . Inred är en metod som genom flamsmältning framställer järn med en teknik som hittills används för kopparframställning. Slutreduktionen sker i en ljusbågsugn. Boliden Kemi svarar för utvecklingen. . Plasmasmelt. SKF-Steel arbetar med plasmasmältreduktion. Metoden går ut på att i en reaktionszon injicera förreducerad järnoxid (järnslig), kolpulver och kolväte under tillförsel av värmeenergi från en med plasmabrännare alstrad reduktionsgas.

I korta drag lovar de tre nya råjärnprocesserna följande för delar jämfört med en traditionell masugnskedja:

Lägre investeringskostnader i och med att koksverk och sinterverk inte behövs. — Anläggningarna blir därför inte lika beroende av storskalig produktion och därmed intressant för alla de mindre, äldre järn- och stålverk som finns runt om i världen.

— De stora miljöproblem som följer med koks- och sinterverk elimine— ras.

Kraven på råvarans kvalitet minskar. Framför allt gäller detta att man kan använda vanligt s k ångkol i stället för det koksande kolet (metallurgiskt kol). Det senare, som krävs i masugnsprocessen, kan man redan nu förutser brist på och därmed stigande priser. Ångkol finns däremot i stora mängder. För samtliga tre processer - Elred, Inred och Plasmasmelt - kalkyleras en råjärnskostnad som ligger 20-30 % under kostnaden för järnframställning i masugn. Energikostnaden som ingår i ovanstående kalkyl — blir lägre, framför allt på grund av det billigare kolet, som dessutom inte kräver en särskild energikrävande förädlingsprocess i koksverket.

Från processtyrningssynpunkt kan följande sägas om de tre processerna. Elred är en lättstyrd process. Experimentanläggningar styrs manuellt. I ett fullskalesystem blir det aktuellt med dator för produktions- och material- styrning. För styrning av gasflöden, tryck m m räknar man med att använda konventionell reglerutrustning. Inred. För processen fordras ett datorsystem för beräkning av energi- och massbalanser. Det är främst kolbalansen som skall styras och övervakas.

Datorsystemet kan övervaka och presentera data rörande flöden, råmaterial- mångder, analyser, ång- och kylvattendata. Bearbetning och presentation sker i form av mass- och energibalanser.

Plasmasmelt. Ett datorsystem kommer att användas för styrning och övervakning med hjälp av bl a processmodeller. Mätning sker av flöden, tryck, temperatur och koloxidhalt. Gastillverkningen styrs med avseende på temperatur, koloxidhalt och flöden.

l 'i ull '. |ln ' In. Ill 15.)?le i.u.ll"

,..H j ' *l'ulii 'lHAä '|I". * l "it-39;-

. .*l

'r' ' i | ll s'.ll _rt ll .V _ i in

11. Elkraftindustrin

11.1. Inledning

Energikostnaderna har som bekant ökat kraftigt under senare år. Anlägg- ningar för produktion och överföring av elkraft blir allt kostsammare och tekniskt mer komplicerade. Samtidigt har kraven på ostörda energileveran- ser ökat och konsekvenserna av elkraftbortfall blivit allt allvarligare.

Av den elkraft som producerades i Sverige under 1979 svarade vattenkraft för 65 %. kärnkraft för 22 % och annan värmekraft för 13 %. Statens Vattenfallsverk är landets största elproducent och svarade under 1979 för 48 % av landets elproduktion. Resten kommer från enskilda och kommunala kraftproducenter'.

Den största andelen vattenkraft (ca 80 %) produceras i Norrland och överförs söderut till de stora konsumentområdena i södra Sverige via stamnätet (på 400—220 kV spänningsnivåer). Vattenfall svarar för all kraftöverföring på stamnätet, såväl den elkraft de själva producerar som den som produceras av andra kraftbolag. Distributionen av elkraft inom olika regioneri landet sker på lägre spänningsnivåer (130—40 kV). Elkraft på dessa spänningsnivåer matas vidare via fördelningsstationer till lokala elverk och större industrier. De lokala elverken svarar för distributionen till mindre konsumenter av elkraft, tex hushåll. sjukhus, mindre industrier och detta sker på en ännu lägre spänningsnivå (0,4 kV). Kedjan från produktionen till den lokala distributionen visas i figur 11.1.

Stamnätet gör det möjligt att på ett rationellt sätt överföra el mycket långa vägar och producera el där det för tillfället kan ske till lägsta kostnad.

På elkraftområdet finns ett nordiskt samarbete kallat Nordel. Elkraft köps och säljs mellan länderna. Danmark och Sverige förbinds genom elkablar som lagts på havsbotten. Samkörningen av elnäten ger större driftsäkerhet och bättre ekonomi. Elbrist i ett land kan täckas med leverans från ett annat. Under torrår har Sverige t ex täckt en del av sitt kraftbehov genom köp från de andra länderna.

Elkraft konsumeras i samma ögonblick som den produceras? Därför måste det i varje ögonblick råda god balans mellan produktion och konsumtion, vilken varierar med varje minut och timme under dygnet. Vid planeringen av elkraftproduktion är därför konsumtionsprognoser i olika tidsperspektiv ett mycket viktigt underlag. Den parameter som indikerar hur väl produktionen motsvarar konsumtionen är växelströmsfrekvensen som i det samordnade nordiska systemet tillåts variera mellan 49,9 och 50,1 Hz.

1 Sydkraft, som till 60 % ägs av kommuner, är landets näst störste kraftproducent. Andra exempel på produktions- företag är Krångede AB, Stockholms Ener- giverk och Svarthålsfor— sen AB, AB Skandina— viska Elverk. Voxnans Kraft AB. Stora Kop- parberg m fl.

3 Den forskning som bedrivs för att kunna lagra elenergi bedöms inte kunna ändra detta förhållande under över- skådlig tid.

A'L'A'AVL

?!

ll l

'i- ', lll

Figur 11.1 Eldistributio- nen från producent till konsument.

Källa: Statens Vatten- fallsverk.

] De fel som oftast drab- bar abonnenterna är lokala och härrör således inte från stamnätet. Störningar som drabbar abonnenterna kan inne— bära att elförsörjningen helt upphör eller att elförsörjningen sker med ojämn kvalitet. Det sist- nämnda brukar bl a da- torer vara känsliga för.

FÖRDELNINGS— STATlON

LANTGÅRD INDUSTRIER, ELVERK

%

' llunnluuulnuiuut

När konsumtionen överstiger produktionen så minskar frekvensen och vice versa. Balansen justeras normalt genom ökning eller minskning av elkraft- produktionen. För mindre variationer finns det regulatorer som automatiskt förändrar vattenkraftstationernas produktion lokalt. För större xariationer krävs det ändringar i den beordrade produktionen från stationerna. Under de tre senaste åren har det inträffat totalt 150 produktionsstörningar inom det nordiska kraftsystemet som gett frekvensfall under 49.9 Hz. Övervägande antalet har orsakats av bortfall av kärnkraftaggregat. I flertalet fall har frekvensen endast sjunkit måttligt. Endast i extrema nödsituationer, som inträffar någon eller några gånger per decenium, påverkar man balansen genom att koppla )ort vissa konsumentområden. I annat fall riskerar man att ytterligare produktionsen- heter frånkopplas om frekvensen sjunker under kritiska värden för dessa och då skulle resultatet kunna bli ett totalt strömavbrott. Kraftförsörningen till frånkopplade områden återställs när läget i kraftsystemet har stabiliserat sig efter en omfattande störning.

Antalet fel på stamnätet har under den senaste tioårsperioden varit i medeltal 100 per år varav 6 % fått äterverkan hos abonnenternal. Drygt hälften av felen på stamnätet beror på åska eller andra väderleksförhållanden och ungefär en tredjedel är ställverksfel eller fel i kontrollanliggningar- na.

För att snabbt kunna öka produktionen vid störningar finns en viss reservkapacitet för produktion och överföring tillgänglig. Reservkapaciteten utgörs av generatorer som är i drift men är ofullständigt utnyttjade (s k rullande reserv) och motsvarande ledig överföringskapacitet på kraftledning- ar till aktuellt förbrukningsställe.

Den aktiva störningsreserven i Norden bestäms veckovis och dimensione- ras så att största produktionsbortfall, med en sannolikhet större än en gång per tre år, inte skall medföra stabilitetsstörning eller kvarstående frekvens under 49,5 Hz. Reservens storlek bestäms i allmänhet av effekten på det största i drift varande kärnkraftaggregatet och fördelas mellan länderna i proportion till möjligt produktionsbortfall i respektive land.

11.2. Användningen av styrsystem inom elkraftindustrin

Elkraftindustrin är tillsammans med massa- och pappersindustrin de branscher i Sverige som har överlägset störst investeringar i styrsystem. Styrsystem inom elkraftindustrin används för att övervaka och styra:

produktionen (t ex övervakning och reglering av vattenkraftverk) överföringen (t ex övervakning av överföringen från Norrland samt till— och frånkopplingar i kraftledningsnåtet) distributionen (tex fjärrkontroll av fördelningsstationer och återupp- byggnad efter störningar).

De huvudsakliga skålen för att införa datorstödda styrsystem inom elkraft- produktion. överföring och distribution är att:

— reducera behovet av reservkapacitet (spara bränsle och senarelägga investeringar) — höja kvaliteten och tillgängligheten på elkraften höja verkningsgraden och tillgängligheten hos produktionsenheterna — utnyttja produktionsenheterna i den ordning som ger lägst produktions- kostnad för att balansera den aktuella konsumtionen — åstadkomma personalbesparingar genom att driftövervakningen centra- liseras och rutinuppgifter automatiseras.

Det totala systemet i Sverige för elproduktion och eldistribution är mycket omfattande. Det finns bl a drygt 1 100 kraftstationer och enbart stamnätet omfattar 13 000 km ledningar. Många produktionsställen och många företag är på olika nivåer involverade och samverkar i elproduktionen och eldistributionen.

Allt detta kräver en omfattande övervakning och informationsöverföring. Det totala systemet har inordnats i olika nivåer. De olika kraftstationerna är anslutna till Vattenfalls eller andra kraftföretags regionala driftcentraler. Dessa är i sin tur anslutna till knutpunkter för informationsöverföring till och från Vattenfalls centrala kraftkontroll.

11.2.1. Vattenfalls överordnade informationssystem för kraft- kontroll

Från Vattenfalls centrala kontrollrum. som kallas Kraftkontroll, sköts den övergripande driften av statens elproduktion samt stamnätet. Härifrån regleras också utbytet av elkraft med övriga kraftproducerande företag inom landet samt med våra grannländer. Dessutom kontrollerar man att ström— mens frekvens hälls så nära 50 perioder per sekund som möjligt. vilket innebär att balans råder mellan produktion och konsumtion i det samköran- de elsystemet i Norden. Tidigare har man i stor utsträckning klarat detta med manuella rutiner. I och med att kraftstationerna blir allt fler och större och ledningsnätet alltmer komplicerat har man sedan 1977 ett omfattande datorsystem till hjälp för den kortsiktiga planeringen. den löpande övervak— ningen och för insamlandet och hanterandet av all nödvändig information. Ett manuellt reservsystem används vid fel på datorsystemet.

Med datorsystemet får kontrollrumspersonalen tillgång till ett effektivt planeringshjålpmedel och till lättåtkomlig och aktuell information såväl i detalj som i stort. Datorsystemet gör att man har en bättre total överblick över hela Sveriges kraftsystem. Man kan också bättre övervaka den produktionsreserv som skall finnas tillgänglig för att sättas in i en felsituation. Därigenom kan produktionsreserven minskas. Informationssystemet gör att kontrollrumspersonalen får bättre underlag för att bedöma hur den skall handla i olika situationer tex:

. Under toppbelastning. Morgon och eftermiddag krävs en ökad kraftpro- duktion. Hur skall den åstadkommas på bästa sätt? 0 En kraftstation drabbas av ett fel. Man måste då snabbt få fram motsvarande mängd energi från annat håll. Hur skall denna fås på billigaste och snabbaste sätt? . Behov att ändra elproduktionen? ' Störningar på stamnätet. Vilka delar av nätet är drabbade? . Störningsanalys. Vilka är orsakerna till Störningarna?

Datorsystemet ger information så att ovanstående och en mängd andra frågor kan besvaras. Personalen kan därigenom snabbt bedöma vilka åtgärder som måste vidtas och via ett telesystem med direktval av abonnentnummer ge de aktuella kraftstationerna lämpliga order.

Insamling av data från kraftsystemet (dets k driftdatanc'itet)

Alla nät- och kraftstationer är utrustade med dataterminaler som automa- tiskt insamlar all väsentlig information. Informationen sänds från stationen till en knutpunkt. utrustad med dubblerade minidatorer. Där bildas ett meddelande som via andra knutpunkter sänds vidare till det centrala datorsystemet. Datainsamlingsnätet är uppbyggt så att data kan överföras mellan två punkter i nätet via flera olika vägar. Systemet är snabbt och har mycket stor kapacitet. Som exempel kan nämnas att det centrala systemet tar emot:

. Ca 250 statusförändringar per dygn. När t ex någon brytare manövreras går ett meddelande därom till datorn. Totalt övervakas l 200-statusindi—

keringar. Tiden för att förmedla en statusförändring från givare till presentation är maximalt fem sekunder

. 750 mätvärden var åttonde sekund. Av säkerhetsskäl sänds dessa vare sig de ändrats eller ej. Mätvärdena uppdateras cykliskt så att de ej blir äldre än 15 sekunder.

Driftdatanätet används även av Vattenfall och andra företag för att överföra styrsignaler till stationernas generatorer och strömbrytare.

Samarbetet människa — datorsystem

Kontrollrumspersonalen kommunicerar med datorsystemet via tangentbord och bildskärmsterminaler. Alla funktioner har förklarande ledtext så att personalen inte behöver lära sig speciella kommandon eller koder. Systemet utför automatiskt ett stort antal kontroller till hjälp för kontrollrumsperso- nalen. Utförs en otillåten åtgärd visar datorn ett felmeddelande på bildskärmen. Samma sak gäller t ex om en beordring av ändrad produktion inte blir riktigt utförd. Har åtgärden klassats som allvarlig måste meddelan- det kvitteras.

För att få fram en önskad bild på bildskärmen trycker man i allmänhet på en eller flera s k fasta funktionstangenter, varvid bilden omedelbart presenteras på bildskärmen. Trycker man tex på tangenterna ”Momentan vattenkraft” och ”Luleälv" presenteras omedelbart bilden som visar momentana vattenkraftläget för Luleälven.

Förutom ett antal fasta funktionstangenter finns på panelen sju stycken 5 k dynamiska funktionstangenter. För att de lättare skall kunna skiljas åt har de olika färger. Funktionen på tangenterna är beroende av den bild som visas på skärmen. I underkant på bilden finns i klartext en beskrivning av vilken funktion t ex den gröna tangenten har. I kombination med en annan bild kan samma tangent ha en annan funktion.

Bildval kan dessutom göras genom att man först begär en lista över samtliga grupper av bilder och pekar ut den grupp man är intresserad av. Denna grupp visas på bildskärmen och man kan då med bildskärmsmarkören peka ut den bild inom gruppen man vill ha presenterad. Därefter nedtrycks ”UTFÖR"-tangenten och bilden presenteras på bildskärmen.

Planering

Kraftkontroll utför detaljplanering på timbasis för innevarande dygn och åtta dygn framåt av Vattenfalls kraftbalans (s k rullande planering). Planerings- systemet omfattar:

. Körplaner för vattenkraft. I dessa körplaner ingår även beräkningar av vattenflödet mellan olika stationer samt förändringar av vattennivåer. . Körplaner för värmekraft med variabla uppgångs- och nedgångshastig- heter.

0 Utbytet med övriga kraftföretag inom landet och med övriga nordiska länder. (Köp och försäljning av kraft görs upp timme för timme via telefon. Omsättningen uppgår till ett par miljoner kronor per dygn). . Manuella belastningsprognoser.

Beräkning av kraftbalansen (inklusive förbrukning). Övervakning av körorder för vatten- och värmekraft. Reservberäkningar för produktionsanläggningarna och stamnätet. Planering av avställningar och produktionsbegränsningar.

Automatisk övervakning

En av uppgifterna för informationssystemet år att kontinuerligt övervaka olika statusindikeringar samt de insamlade och beräknade mätvärdena. Systemet ger larm med ljud- och ljussignaler om värdena drastiskt förändras. Följande funktioner övervakas automatiskt:

Belastningen på kraftledningarna Belastningen på transformatorer

Spänningen i de olika stationerna i kraftnätet Effektöverföringen mellan olika delar av landet för att undvika stabili-

tetsproblem

Den snabba aktiva störningsreserven i de södra delarna av landet Den totala kraftbalansen i landet

Brytarlägen (till- eller frånläge på stamnätets brytare)

Snabbåterinkopplingsautomatiker som används för att tex vid åskned-

slag snabbt återansluta ledningen

. Driftuppbyggnadsautomatiker som är en programmerad utrustning för att bygga upp driften efter en störning efter vissa förhandsbestämda kriterier . Stationernas körorder för vatten- och värmekraftproduktion O Nivåer i vattenmagasin.

Datorsystemet kontrollerar att de insamlade värdena är rimliga och att värden inte gått förlorade på grund av fel i överföringssystemet.

Presentation av kraftnätet

Kontrollrumspersonalen får för sin bedömning av den aktuella driftsituatio- nen i stamnätet information om elektriska storheter samt läget på brytare och frånskiljare i nätet. Inträffar en driftstörning kan personalen genom lämpligt bildval studera förändringarna.

De olika Stationernas driftläggning bestäms av läget på brytare och frånskiljare. Brytarlägesförändringar uppdateras automatiskt. Frånskiljar- nas lägen matas in manuellt av kontrollrumspersonalen. På bildskärmen visas det aktuella läget, inklusive schema över hur nätet används. Genom ett i systemet inbyggt tillståndsuppskattningsprogram fastställs automatiskt till- ståndet på ledningsnätets olika delar vad gäller spänningar och effekter. Detta ger underlag för att beräkna strömmar i ledningar och transformato- rer.

Kontrollrumspersonalen kan också begära fram en biid som visar förändringen av högst sex fritt valda parametrar inom kraftsystemet. De 30 senaste värdena presenteras automatiskt på bilden. Andra tidsintervall mellan de olika mättidpunkterna kan också väljas.

Två typer av statistik hanteras av systemet:

. Störningsstatistik, vilket innebär att alla brytarlägesförändringar och mätvärden löpande lagras undan för de senaste 30 minuterna. Genom att trycka på en fast funktionstangent kan kontrollrumspersonalen, t ex vid en störning, påverka principerna för denna undanlagring så att data för 30 minuter före och maximalt fyra timmar efter en störning finns tillgängliga i systemet för vidare analys. . Medelvärden av inkommande mätvärden bildas med vissa tidsintervall. Värdena ställs samman till bland annat dygnsrapporter.

En gång per dygn tas en mängd data ut, som tillsammans med motsvarande information från andra kraftföretag, används i ett annat datorsystem för ekonomisk avräkning och produktionsstatistik.

Träningsmöjligheter

Kontrollrumspersonalen kan utbildas och tränas på systemet utan att den normala driften och övervakningen av kraftsystemet störs. Förutom de fyra ordinarie arbetsplatserna finns en extra träningsarbetsplats i ett angränsande rum. Denna är ansluten till reservdatorn. För att få verklighetstrogna träningsförhållanden kan man använda antingen "levande data” från det ordinarie kraftsystemet eller data från en testdatabas.

Teknisk beskrivning av datorsystemet

Det centrala databehandlingssystemet består av två helt lika datorer. Dessa är ihopkopplade i ett symmetriskt ordinarie/reservdatorsystem. Dubblering- en har gjorts för att möta högt ställda tillgänglighetskrav. Den ordinarie datorn uppdaterar kontinuerligt reservdatorn med aktuella data, så att denna inom 15 sekunder kan överta rollen som ordinarie dator. Omkopplingen mellan datorerna sker automatiskt vid fel i den ordinarie datorn och utförs med hjälp av en överkopplingsautomatik i program- och maskinvaran. Reservdatorn utnyttjas för utbildning, programutveckling, skapande av nya databaser samt ändringar och tillägg till bildbiblioteket. Användningen av reservdatorn äventyrar inte dess möjligheter att ta över rollen som ordinarie, vid vilken tidpunkt som helst.

Kännetecknande för systemet är att användningen och underhållet i vissa avseenden är enkelt. Exempelvis innehåller bilderna i bildbiblioteket logiska referenser direkt till databasen. Detta innebär att man kan ta fram nya sammanställningar av data ur databasen utan att någon ny programmering behöver göras. En annan väsentlig faktor är systemets underhållsvänlighet. Man kan utan omfattande programmering eller driftavbrott förändra databasstruktur och bildbibliotek. Detta är mycket betydelsefullt eftersom sådana ändringar måste göras vid varje tillfällig eller permanent ändring i kraftsystemet.

Man kan också tillfälligt eller permanent utan driftavbrott lägga in nya eller ändrade program. Även maskinvaran kan enkelt byggas ut.

1 Arbetet i driftcentra- lerna utförs av s k drift- vakter, som är huvud- användarna av styrsys- temen för fjärrövervak- ning och fjärrstyrning av vattenkraftstationer. Det är också driftvakten som får produktionsor- der från kraftkontrollen.

Projektkostnad och fortsatt utbyggnad

Det grundläggande beslutet att anskaffa ett nytt övervakningssystem för driftplanering och driftövervakning tog vattenfall i september 1972. Förun— dersökningar hade då pågått i drygt tre år. Större delen av Kraftkontrolls informatonsbehandlingssystem och driftdatanätet upphandlades inom ramen för det sk TIDAS-projektet av ASEA AB, med ett amerikanskt företag som underleverantör främst rörande det centrala systemet. Systemen togs i bruk i mars 1977. Totala kostnaden för systemen uppgick till ca 140 Mkr varav drygt hälften för Kraftkontroll's informationsbehandlingssystem. Vattenfalls eget arbete, som i huvudsak rört Kraftkontroll's informations- behandlingssystem, uppgick till över 40 Mkr.

Den fortsatta utbyggnaden kommer att ske efter två huvudlinjer med avseende på dels Kraftkontrolls centrala informationsbehandlingssystem, dels driftdatanätet som används för att samla in och överföra data om kraftsystemet.

Informationsbehandlingssystemet kommer att utökas huvudsakligen med nya tillämpningsprogram. Under de kommande åren kompletteras det med program för ekonomisk optimering, simuleringar och säkerhetstester av kraftsystemet. Överföringssystemet byggs successivt ut under en tioårspe— riod, framför allt för att täcka behovet från driftcentraler (distrikts- och regioncentraler).

11.2.2. System för fjärrövervakning och fjärrstyrning i driftcentraler

Bakgrunden till driftcentralerna är att man förr i tiden bemannade alla kraftstationer för sig och maskinisterna i kraftstationernas kontrollrum hade då direkt kontakt med den centrala kraftkontrollen. Under 1950—talet började man införa fjärrkontroll så att man kunde styra och övervaka grupper av stationer från en central plats. Dessa centraler fick beteckningen ”driftcentraler”. Denna övergång skedde succesivt och parallellt med en rätt snabb teknisk utveckling på fjärrstyrområdet.

Detta i sin tur betyder att det i en driftcentral kan finnas upp till fem olika system för styrning av de stationer som är underställda driftcentralen. Dessa system har olika utformning av Operatörskommunikationen och i vissa fall olika handhavande för fjärrstyrningen av stationerna. Vidare ger de senare utvecklade systemen bättre signal- och indikeringsöverföring till driftcentra- len och däimed ett större informationsunderlag till driftvaktenl. Overvakning är en av driftvaktens främsta uppgifter. Bl a övervakas att den producerade effekten är så nära den av Kraftkontroll beordrade produktionen som möjligt och att spänningsnivån i ledningar och samlings- skenor hålls inom acceptabla gränser. Vidare övervakar driftcentralen vattenytenivåer och vattenföring i de älvsystem som är underställda driftcentralen, för att förhindra att de gränsvärden som bestämts i vattendomar och med hänsyn till översvämningsrisken inte överskrids. Det är däremot inte driftvakten som fattar huvudbesluten om hur älven ska köras, så att den tillgängliga vattenkraften kan utnyttjas på det mest effektiva sättet, utan detta görs centralt av Kraftkontroll.

Driftvakten övervakar också effektöverföringen och spänningsnivån i

ledningarna för att förhindra att ledningarna överbelastas. Driftvakten ska också övervaka felsignaler och indikeringar från kraftstationerna och från kraftnätet. De åtgärder driftvakten kan vidta på basis av övervakningsarbe- tet kan vara att ändra läget host ex brytare, frånskiljare, lokala automatiker i nätet, vattennivåregleringsautomatiken, starta eller stoppa aggregat inom en station eller ändra inställningen på en turbin. Driftvakten ombesörjer också viss redovisning och rapportering.

För att underlätta arbetet i driftcentralerna automatiseras numera vissa funktioner med hjälp av datorbaserade styrsystem som har till uppgift att underlätta operatörens arbete genom att samla in och sammanställa information samt diagnostisera och rapportera fel. På grundval av den erhållna informationen fattar operatören erforderliga beslut. Operatören kan sedan med olika styrorder via styrsystemet påverka kraftsystemet eller behandlingen av den insamlade informationen.

Kraftsystemets storlek, uppbyggnad och inriktning på produktion, över- föring eller distribution påverkar vilka funktioner som automatiseras i en viss driftcentral. Omfattningen bestäms slutligen av kraftföretagets organisation och målsättning.

Olika kraftföretag ställer därför ofta ganska olika krav på sina styrsystem. Tendensen att inkludera fler funktioner av framför allt planerings- eller uppföljningskaraktär är emellertid helt klar. Behovet att regelbundet och noggrant utföra dessa funktioner finns alltid. Utvecklingen av datorstöd har nu nått så långt att funktionerna kan automatiseras.

Parallellt med införandet av driftdatanätet och Kraftkontrolls centrala informationsbehandlingssystem påbörjade t ex Vattenfall även utredningar om datoriseringen av de största driftcentralerna. De två första driftcentral- systemen upphandlades av ASEA genom en option i TIDAS-kontraktet till en kostnad av 23 Mkr och togs i drift under 1978. Den därefter följande investeringsplanen omfattar flera driftcentralsystem till en kostnad som sammanlagt kan uppskattas till ca 750 Mkr i 1980 års peningvärde. Driftcentralsystemen installeras under perioden 1980—1986. Det första av dessa system upphandlades i början av 1980. I konkurrens med bl a ASEA valdes Brown Boveri som leverantör av det första mer omfattande systemet till ett pris av ca 90 Mkr.

De nya systemen används för att övervaka både produktion och distribution av elkraft. Systemen omfattar funktioner (hjälpmedel) såväl för administration av kraftsystemet som för informationssystemets drift och utveckling.

Kraftsystemfuktioner är övervakning, styrning och redovisning som underlag för driftvakten samt planering och uppföljning som underlag för driftledningen. Informationssystemfunktioner är databashanteringssystem, bildhanteringssystem och programvaruutvecklingssystem för systemdriften samt olika kommunikationsfunktioner bl a för fjärrkontroll och människa/ maskinsystem.

Funktioner för såväl kraftsystemets drift som informationssystemets drift och utveckling kan ha en varierande ambitionsnivå vid driftcentralerna och därmed ge varierande krav på systemlösningens maskin- och programva- ror.

Preciseringen av innehållet i funktionerna har successivt utvecklats i takt

med erfarenheterna från upphandling och införande av Vattenfalls system på området.

11.2.3. Styrsystem i konventionella värmekraftverk

Underlaget till detta avsnitt har hämtats från delar av rapporten ”Datorer i värmekraftverk” som Svenska kraftverksföreningens stiftelse för tekniskt utvecklingsarbete (VAST) gav ut i november 1978.

Rapporten är omfattande (261 sidor) och behandlar allmänt:

— lämpliga arbetsuppgifter för datorer — operatörskommunikation — lämpliga datoralternativ — frågor i anslutning till projektgenomförande.

Vidare beskrivs en del praktiska erfarenheter från installationerna av styrsystem vid några verk.

De delar av rapporten som bedömts vara av störst intresse att referera i detta avsnitt är dels redovisningen av lämpliga arbetsuppgifter för datorer, dels ett exempel på praktiska erfarenheter från en installation.

11.231. Exempel på lämpliga datortillämpningar

Rapporten behandlar endast övervaknings- och uppföljningstillämpningar. Tillämpningar med datorbaserad styrning och reglering redovisas inte eftersom erfarenheterna på detta område vid tidpunkten för rapportens utformning var få. Mikrodatorbaserade styr— och reglersystem väntas dock enligt rapporten bli ett allt mer intressant alternativ till den konventionella styr- och reglertekniken.

Några exempel på lämpliga datorstödda övervaknings- och uppföljnings— tillämpningar i rapporten redovisas i det följande för att ge läsaren en ytlig inblick i vilka funktioner som det är aktuellt att använda datorstöd. Presentationen här är rätt lösryckt till sin karraktär eftersom det i denna rapport inte finns utrymme att beskriva hur ett värmekraftverk fungerar och sätta in de aktuella funktionerna i sitt rätta sammanhang.

Huvuddelen av exemplen på funktioner, som det är lämpligt att använda datorstöd till, baseras på erfarenheterna från de svenska värmekraftverk som medverkat i den kommitté som utarbetat rapporten. Bland de funktioner som tas upp i rapporten återfinns bla:

. Signalföljdsregistrering. Registrering av olika slag av larm och händelser i en tidsmässigt riktig följd som visas på bildskärm och/eller skrivs ut. . Trendövervakning. Med hjälp av ett antal mätvärden i tidsföljd för ett objekt är det möjligt att uttala sig om hur dessa sannolikt kommer att utvecklas inom den närmaste tiden. En sådan förutsägelse kan göras genom beräkning eller genom ett studium av värdena ordnade i diagramform. . Belastningsområde. Vid start av ett värmekraftaggregat och vid behov av snabba regleringar är det värdefullt att få registrerat vilka möjligheter som finns att lägga på last av en viss storlek. Det som oftast sätter gränser i dessa fall är de termiska spänningar som kan tillåtas.

. Drifttillstånd presenterat på översiktsscheman. Följande värden är lämp- liga att presentera:

— gränsvärden och eventuella överskridanden on/off-tillstånd på ventiler och motorer — ventilmellanlägen med rörelseriktning.

. Ändring av larmgränsva'rden. Operatören bör ha möjlighet att på bildskärm eller som utskrift begära fram listor över inlagda larmgränser. Vid intrimning av anläggningsdelar eller för kontroll bör man ha möjlighet att på ett enkelt sätt tillfälligtvis ändra dessa gränser. . Mätvärdeskontroll. En dators förmåga att snabbt mäta en grupp värden medför att mätningen utförs under praktiskt taget identiska förhållanden. Detta ger en möjlighet att jämföra och kontrollera mätvärden, som bör vara lika men som är mätta på olika håll i processen. ' Uppföljning av rörväggstemperaturer. Temperaturuppföljning på olika delar i en panna är nödvändig för en säker drift. Detta beror på att tubmaterialet i en panna är hållfasthetsmässigt utnyttjad till fullo. Mätningen är omfattande (ca 400 temperaturmätpunkter behövs) och därigenom arbetskrävande med manuella metoder. . Operatörsinstruktioner. För start och stopp av en process finns normalt skrivna instruktioner tillgängliga, men dessa kan vara svåra att överblicka och handha under start- och stopp. En lätt framtagbar och överskådlig presentation av instruktionen skulle kunna göra den mer användbar. Idet fall anläggningen är försedd med dator och bildskärm kan instruktionen lagras i datorn och lätt plockas fram på skärmen. . Långsiktig uppföljning av aggregatsprestanda vid givna lastlägen. Resul- taten från den långsiktiga uppföljningen utgör en ytterligare information om pågående förändringar i ett block och används vid planering av underhålls- och revisionsarbeten. Med hjälp av denna uppföljning bör dessutom tiden mellan framför allt stora revisioner kunna utökas. . Konditionsprov. Med jämna intervaller (1—6 mån) är det nödvändigt att göra en omfattande kontroll för utvärdering av prestanda i en värme- kraftanläggning. Genom jämförelser med tidigare prov visas den långsiktiga förändringen av olika delar i processen. . Livslängdsberäkningar. Under förutsättning att acceptabla kriterier för livslängdsberäkningar finns kan man under lång tid summera förbrukad livslängd med hänsyn till tex drifttid, lastläge, tid över gränsvärde och antal starter. . Driftrapporter. Rapporterna används för avräkning och utformas med olika tidsperspektiv (timrapporter, dygnsrapporter osv). . Speciella tillämpningar för kraftvärmeverk. I kraftvärmeverk baseras elproduktionen på värmeproduktion. Denna kombination kompletteras ibland med möjlighet att producera kondenskraft. Kompletteringen innebär att en noggrann uppföljning vid kombinerad drift blir svår att genomföra utan en processdator. Då fördelningen av produktionen är klar kan en beräkning och avräkning genomföras av oljeförbrukningen som delas upp på värme, mottryckskraft och kondenskraft. Genom verkningsgradsberäkningar för olika produktionsenheter för värme fås underlag för att bedöma ekonomin för varierande driftalternativ.

11.2.3.2 Beskrivning av installationen av processdatoranlägg- ningen vid kraftvärmeverket i Värtan

I appendix till rapporten beskrivs installationer och system vid några kraftvärmeverk. Här refereras ett sådant exempel som beskriver hur man på kraftvärmeverketi Värtan upplevt installationen av en processdatoranlägg— ning.

Anläggningsbeskrivning

Kraftvärmeverket (KVV) i Värtan har anor från början av 1900-talet. Hösten 1903 togs den första etappen av ångkraftverket i drift. Det gamla ångkraftverket har sedan dess vid olika tidpunkter kompletterats och byggts om.

Hösten 1963 påbörjades fjärrvärmeleveranser från Värtaverket till norra delarna av Stockholms innerstad. Värmen producerades i en värmeväxlar— anläggning i gamla verket. Fjärrvärmebehovet har sedan dess ökat i mycket snabb takt och därmed har produktionsanläggningar successivt byggts.

Den totala installerade effekten uppgick våren 1978 till ca 350 MW el och ca 1 000 MW värme. Fjärrvärmebehovet under säsongen 1977/78 uppgick till ca 550 MW och enligt prognoserna kommer maxeffekten säsongen 1981/82 att uppgå till ca 875 MW.

Hösten 1971 togs beslut om att bygga ett oljeeldat kraftvärmeverksblock med 210 MW eleffekt och 330 MW värme. Hösten 1972 påbörjades detta projekt. Senhösten 1976 var anläggningen driftklar, vilket med endast någon månad avvek från de ursprungliga planerna.

Bakgrund och målsättning för installation av datorutrustning

Under planeringsskedet av det nya oljeeldade kraftvärmeverksblocket i Värtan diskuterades möjligheterna att utrusta kraftverket med en process- dator som bl 3 skulle överta en stor del av den konventionella övervaknings- utrustningens uppgifter. En arbetsgrupp bildades för att utreda detta.

Då budgeten för KVV-Värtan upprättades och fastställdes hösten 1972. hade dock varken ambitionsnivån, kostnaderna eller värdet av en process- dator hunnit klarläggas, varför någon datoranläggning ej medtogs i budgeten. Ärendet skulle i stället tas upp då dessa saker var klarlagda.

Under sommaren 1973 hade arbetsgruppen avgivit en rapport med förslag till processdator för KVV-Värtan.

Speciell vikt lades på funktionen kommunikationen process/operatör. Denna kommunikation är av avgörande betydelse för processdatorutrust- ningens användbarhet.

Beträffande lönsamheten vid installation av processdator konstaterades att några tillförlitliga bedömningar av tillgänglighetshöjning för aggregatet med processdator var omöjliga att göra, men av vad som framkommit vid bl a studiebesök vid anläggningar med processdatorer, bedömdes en höjning av tillgängligheten på mellan 1 och 2 % vara realistisk. En procent represente- rar för KVV-Värtan i medeltal under åren 1977—80 ett minskat bortfall av aggregatet under 1,5 dygn per säsong, vilket motsvarar ett värde av 150 000 kr/år.

Enligt den bemanningsplan som preliminärt var upprättad för KVV- Värtan skulle två man vara stationerade i verkets kontrollrum. Denna bemanning förutsatte dock att anläggningen var utrustad med sådan övervakningsutrustning att bl a registreringen av uppföljningsinformation om driften var maskinell. Om alla erforderliga avläsningar och beräkningar däremot skulle göras manuellt måste bemanningsplanen omprövas, vilket sannolikt skulle leda till en utökning av personalen med en man per skift. Detta motsvarade en kostnad på ca 300 000 kr/år.

Kostnaderna för en datorutrustning, som skulle uppfylla kraven enligt målsättningen uppskattades till ca tre miljoner kronor exkl moms, fördelat på följande poster:

— Hårdvara (dator) 1,4 Mkr — Programvara 0,5 " — Systemarbete leverantör 0,4 " — Systemarbete beställare 0,3 ” — Programarbete beställare 0,2 — Installation och idrifttagning 0,2 ”

Summa 3,0 Mkr

Från de tre miljoner kronorna avgick följande summor, vilka utgjordes av budgeterad konventionell kontrollutrustning, som ansågs kunna utgå: '

— Konventionell felföljdsskrivaranläggning 0,3 Mkr Inbesparing av skrivare och larmutrustning med installationskostnader 0,3 Mkr

De tillkommande kostnaderna för processdatorutrustning var således 2,4 Mkr.

Beslut om att datorutrustning enligt ovan skulle ingå i projektet togs i oktober 1973, med målsättningen att datoranläggningen skulle vara intrim- mad och i drift då intrimningen av kraftvärmeverket skulle påbörjas. Därigenom skulle idrifttagningen av verket kunna förenklas samt göras säkrare och på kortare tid.

Projektorganisation, arbetsuppgifter och utförande

När beslut om datorutrustningen tagits, kompletterades KVV-projektet med den projektgrupp som skulle vara ansvarig för datorutrustningen. I projektgruppen ingick en person från energiverket (datorkunnig), en instrumenteringskonsult och en person från energiverkets driftorganisation samt ytterligare en person. I de programhandlingar som upprättades och utskickades som offertförfrågan, specificerades datoranläggningens arbets- uppgifter noggrannt.

Anbud infordrades och efter utvärdering under våren 1974, upphandlades datorutrustningen i juni 1974. Utrustningen köptes till fast pris med utförligt specificerade arbetsuppgifter och funktionsbeskrivningar med all program- mering till fullt driftklar anläggning. Vidare ingick i köpet vissa specificerade optioner till fasta priser. Enligt den ursprungliga tidplanen skulle datorut- rustningen vara funktionsklar 1976-01—01, samtidigt med att de första

komponenterna i kraftvärmeverket skulle börja trimmas in. Under somma- ren 1974 lade beställare och leverantör ned mycket arbete på utformningen av datoranläggningens presentationssystem. Placering av bildskärmar och snabbskrivare bedömdes som mycket väsentliga för utrustningens framtida användning. Efter att ha diskuterat många olika förslag, beslutades att datorns tre bildskärmar skulle hänga (från taket) och vara flyttbara ovanför manöverpulpeten i kontrollrummet. Pulpeten placerades vinkelrätt mot väggtavlor med instrument och manöverutrustning.

Utförande och tidplan

Datoranläggningen är upphandlad som driftfärdig anläggning med funk- tionsansvar. Merparten av projekterings- och programmeringsarbetet har utförts utomlands. Under hösten 1974 och hela 1975 hade beställaren relativt god insyn i leverantörens projektarbete. I maj 1975 förvarnade leverantören om att driftstarten måste flyttas fram till 1976-03-15. Under hösten 1975 framkom att leverantören hade svårigheter med programmeringen och att de olika funktionerna skulle bli driftklara successivt under 1976, från mars -76 då felföljdsskrivningen på papper utlovats driftklar. Under första kvartalet 1976 påbörjades intrimningen av de olika systemen i kraftvärmeverket utan hjälp av datorn. I april 1976 togs felföljdsskrivningen på papper i drift. Från juli -76 till oktober -76 blev vissa bildskärmsfunktioner klara till samtliga tre bildskärmar (felföljd, processchemor och kurvbilder). Samtliga funktioner var dock förenklade eller ofullständiga.

En provisorisk timrapport togs i drift under november -76. Under hösten -76 försvårades successivt möjligheterna till insyn i leverantörens arbete, samtidigt som informationen om det fortsatta programmerings- och idrift- tagningsarbetet helt upphörde. I mars 1977 kom leverantören med ett förslag till färdigställande av leveransen som innebar en sänkt ambitionsnivå på uppföljningsinformationen och att ett flertal funktioner skulle utgå. Detta accepterades dock ej av KVV. Från april -77 till januari -78 pågick förhandlingar och diskussioner mellan leverantören och KVV med hjälp av både svenska och utländska datorkonsulter. I juni 1977 installerade leverantören provisoriskt en extra felföljdskrivare. Detta för att få möjlighet att arbeta med den stora datorn under driftsäsongen, då KVV krävt att alltid ha tillgång till felföljdskrivning.

I februari 1978 överenskoms att leverantören successivt under 1978 skulle modifiera programmen och i fyra omgångar (april, juni, oktober och december) installera och ta i drift de resterande delarna av leveransen med praktiskt taget samtliga kontrakterade funktioner. I maj -78 togs första steget till slutförandet med gott resultat.

Tidplanen för installation och omplaneringarna framgår av nedanstående sammanställning.

76-01-01 Ursprungligt idrifttagningsdatum.

76-03-15 I maj -75 skjutes idrifttagning till 15 mars —76. Apr 1976 Idrifttagning av händelseföljdskrivning på papper. Juli 1976 Kurvbilder på skärm utan komprimeringsmöjlighet. Enbart

inlästa analoga värden.

Aug 1976 Gränsvärdeskontroll, vissa beräkningar. Okt 1976 Kurvbilder exkl lagring. Processbilder. Nov 1976 Skivminne installerades. Provisorisk timrapport. Dec 1976 Nytt trumminne. Feb 1977 Provisorisk lastrapport. Juni 1977 Felföljdskrivarutrustning installeras. Feb 1978 Överenskommelse om omfattning och tidplan för färdigstäl- lande. Apr 1978 Snabbare avfrågningscykel för analoga värden. Idriftsätt- ning av diverse protokoll. Maj 1978 Nytt trumminne (igen). Juni 1978 Idriftsättning av flera protokoll. Diverse 5 k parameterbe- räkningar, t ex pannverkningsgrad, turbinens och blockens värmeförbrukning. Okt 1978 Snabbare avfrågningscykel för analoga värden. Diverse protokoll. Stapeldiagram på kurvskärm. Förbättringar av felföljd på skärm. Dec 1978 Färdigställande av bildskärmprogram.

I april 1979 övertogs anläggningen av KVV med helt kontraktsenliga funktioner.

Allmänna erfarenheter

Eftersom det blivit årslånga förseningar av idrifttagningen av datoranlägg- ningen beroende på främst programmeringssvårigheter är i första hand två omständigheter ”minnesvärda”.

1. Datoranläggningen utför endast olika typer av övervakningsuppgifter. Därför kan kraftverket startas, köras och stoppas utan att datorn är i drift. Kontrollrumspersonalen har i dessa fall emellertid försämrad överblick över processen. Om datorn varit oundgänglig för drift av kraftverket skulle det inneburit svåra ekonomiska och praktiska konsekvenser p g a kraftigt försenad idrifttagning av hela kraftverket.

2. Datoranläggningen är upphandlad med en väl specificerad kravspecifi- kation. definierad tidplan och till fast pris. Detta innebär att, om man bortser från tidsfaktorn, leverantören måste stå för alla merkostnader och leverera en anläggning med funktioner enligt den kontrakterade kravspecifikationen. Om priset ej varit fast och specifikationen ”luddig” hade detta i KVV”s fall sannolikt inneburit våldsamma merkostnader för att få en driftklar datoran-

läggning.

Erfarenheter av presentationssystemet

De generella erfarenheterna av de olika typerna av presentationsutrustning (bildskärmar, snabbskrivare) är mycket positiv. Äskådligheten och möjlig- heten att kunna utnyttja bildskärmarna har i varje fall inte underskridit förväntningarna. Speciellt processchemorna på bildskärm har visat sig vara en stor tillgång för överblickbarheten av processen. En hel del väsentliga detaljer i utformningen av presentationsrutinerna är dock mycket ”avigt”

uppbyggda och framstår som rena skrivbordsprodukter från leverantören.

De flesta av de funktioner som är i drift utnyttjas av driftpersonalen i stort sett såsom det förutsattes vid projekteringen, vilket är en positiv erfaren— het.

Erfarenheter av projektarbetet

Erfarenheterna från både leverantörens och beställarens projektorganisa— tion för denna datoranläggning är delade.

Leverantörens utländska organisation har under projektets gång varit mycket svår att få något grepp om och insyn i. Beställaren borde från projektets början haft den befattningshavare (datorkunnig processingenjör . eller processkunnig datoringenjör) som i framtiden skall sköta anläggningen, med i projektorganisationen. Så har inte varit fallet utan tvärtom har handläggarna skiftats både inom KVV-projektet och hos anlitade konsul- ter.

Systemets tillgänglighet

Normalt skall maskinvaran i en datoranläggning ha en tillgänglighet på nära hundra procent. Tyvärr har det dock varit långvariga och besvärliga fel i trumminnet till KVV”s dator.

På grund av de stora förseningarna och det stora antalet driftavbrott beroende på både fel och modifieringar, har tyvärr tron på tillförlitligheten hos datoranläggningar i allmänhet och denna i synnerhet sjunkit hos berörd driftpersonal vid kraftverket. Anläggningen kommer troligtvis att behöva fungera oklanderligt i flera år för att personalen helt skall våga lita på de uppgifter som kommer från datorn.

Om en liknande datoranläggning skulle upphandlas i dag skulle den troligtvis ha ungefär samma funktioner och samma presentationssystem. men med helt annorlunda uppbyggd maskin- och programvara. Systemet borde vara mer decentraliserat uppbyggt än det nuvarande. Ett fel i maskinvaran bör inte få stoppa hela systemet utan bara den aktuella delen.

11.2.4. Styrsystem i kärnkraftverk

Med undantag för Oskarshamn 1 är samtliga kärnkraftstationer från början försedda med ett processdatorsystem. Till följd av erfarenheterna från Marviken, där man för den tiden (mitten av 1960-talet) valde en alldeles för hög ambitionsnivå för datorstödet, har utvecklingstakten varit försiktig och man har noga aktat sig för att stationens drift och säkerhet skull bli för mycket beroende av datorsystemet. På detta sätt kunde man också dra lärdomar av datortillämpningar i annan industri.

I de första stationerna Ringhals 1, Oskarshamn 2, Barsebäck 1 och 2 användes datorsystem endast för sådana funktioner, som inte kunde utföras på annat sätt, t ex alarmrapportering, driftrapportering, mätpunktsloggning samt diagnos av reaktorhärdens tillstånd. Resultatpresentation skedde med hjälp av olika typer av skrivmaskiner samt indikatorlampor. För många

stationer gjordes försök att använda program för diagnos av situationen i stationen efter ett driftstopp.

I och med att färgbildskärmsystem blev kommersiellt tillgängliga ökade datorns användingsområden. Det blev möjligt att förbättra presentationen av stationens tillstånd i kontrollrummet. Detta användes i nästa generation av anläggningar (Forsmark 1 och 2). Fortfarande var man försiktig och introduktion av färgbildskärmar i kontrollrummet innebar inte att den konventionella utrustningen minskades nämnvärt. Drift och säkerhet är fortfarande inte helt beroende av datorstystemet.

Generationsväxlingen innebar även att det tidigare systemet med endast en central dator lämnades och att flera användes för olika uppgifter. I dessa stationer gjordes inga försök att öka datorsystemens tillgänglighet genom dubblering av enheterna.

Erfarenheterna från föregående anläggningar är så pass goda att man har beslutat för Forsmark 3 och Oskarshamn 3 att tilldela datorn viktigare processfunktioner. En förutsättning för detta var bla att datorsystemet förses med reservenheter. som automatiskt kopplas in vid fel.

Elektronikutrustningen för stationens effektreglering och matarvattenre- glering ersätts med minidatorer. För att uppnå en tillfredsställande tillgänglighet används tre parallella datorer i en s k ”två av tre koppling”.

Ännu längre har man gått i Forsmark 3 Avfallsstationen. Där är hela kontrollutrustningen för visning. alarm, reglering och manövrering datori- serad. Även om denna process betraktas som relativt sekundär, så är den mycket omfattande jämförd med övrig industri. Den består tex av:

120 långspänningsmotorer som driver pumpar, fäktar m m 200 magnetventiler för styrning av vatten och luft 20 andra ventiler och spjäll 140 analoga mätkanaler för processövervakning 150 binära vaktkanaler för övervakning av processen.

Totalt består processanslutningen av ca 1800 digitala ingångar, ca 800 digitala utgångar och 140 analoga ingångar. I kontrollrummet används tre arbetsplatser med färgbildskärm och tillhörande manöverbord.

Om motsvarande teknologi skulle användas för huvudprocesser ökas antalet in- och utgångar med en faktor 10. Sådana tillämpningar bedöms inte vara aktuella för de i Sverige installerade och planerade kärnkraftverken.

Även i huvudkontrollrummet används färgbildskärmar i en mycket stor utsträckning. De ersätter fortfarande inte de viktigaste presentationssätten för drift och säkerhet. I de nyare anläggningarna används flera datorer. De flesta används för insamling av processignaler och kan vara placerade flera hundra meter från centraldatorn. Karakteristik för systemen vid Forsmark 3 och Oskarshamn 3 är också att vissa stora uppgifter (t ex härdberäkning) har förlagts till särskilda datorer. Dessutom planeras att processdatorsystemet ska användas för en viss typ av administrativ databehandling. Denna verksamhet sköttes i tidigare stationer manuellt med hjälp av blanketter, instruktioner m m. Pappershanteringen kommer att minska. I dessa senaste stationer kommer även antalet diagnosprogram att ökas väsentligt. I figur 11.2 visas en principskiss av framtidens processdatorsystem i kärnkraftan- läggningar.

& © ©

SPECIALISTER

OPERATÖRER

Nivå 3

Nivå 2

Nivå 1 PROCESS

Nivå 1: Mikroprocessorer © Självständiga datorer (ersätter dagens kontrollutrustningar) Nivå 2, 3: Minidatorer .. . Nivå 4: Stordatorer © Allmänna starronsdatorsystem (dagens processdator)

© Presentationsdatorsysrem © Ev. kommunikationsdatorer © ADB datorsystem © Beräkningsdatorsystem

De viktigaste erfarenheterna från nuvarande datorsystem och kraven på

Figur 11-2 ”ind/”ki” de framtida systemen kan rubriceras enligt följande: av framtidens processda- torsymm f kärnkraft”” — Processorientering

läggning”" — Operatörsorientering Källa: ASEA ATOM. _ Driftorientering

En gemensam nämnare för dessa önskemål är att datorsystemet (både maskin- och programvaran) i högre utsträckning anpassas till de yttre kraven från processen och driftorganisationen.

Kraven exemplifieras på följande sätt.

Processorientering

Den systematiska uppdelningen av processystem, processkomponenter och tillhörande signaler skall bibehållas i processdatorsystemet. Detta innebär en ny typ av samording mellan datorsystemen och processen. Även systemens databaser skall systematiseras mera processorienterat.

Operatörsorientering

I motsats till den konventionella utrustningen kräver bildskärmsystem en ökad operatörsinsats för att få fram önskad information. Karakteristiskt för ett kontrollrum är att personalen inte kontinuerligt använder bildskärmar och träningen kan vara låg. Systemet skall ta hänsyn till detta och vara självinstruerade (tex i dialog). Nuvarande bildskärmar kan inte ge samma översiktsinformation som den konventionella utrustningen. Metodiken eller nya apparater bör därför utvecklas.

Presentationssystemet skall lätt kunna anpassas till nya önskemål. Dessa modifieringar skall kunna göras snabbt av personal, utan krav på specialut- bildning i datorsystem och programmering.

Driftorien tering

Kraven på tillgängligheten i de nyare stationerna är mycket höga. Feldiag- nosrutiner, reparations- och servicemetodiken skall anpassas därefter. Underleverantörerna skall kunna erbjuda service inte enbart på maskinva- rusidan utan även på programvarusidan. Under stationens livslängd på 30 är kommer datorsystemen och dess funktioner att ändras. Detta ställer krav

på:

1. Inbyggd flexibilitet respektive reserv för utökningar.

2. Rutiner för att möjliggöra dessa ändringar utan ingående kännedom om maskinvaru- och respektive programvarusystem.

3. Anpassningsbara program vid byte av datorsystem. 4. Avtal med leverantören för stöd vid ändringar.

Som ytterligare information kan här nämnas att omfattande investeringar för närvarande pågår avseende dels driftövervakningssystem i kärnkraftverk, dels simuleringsanläggningar för utbildning av operatörer till kärnkraft- verk.

11.2.5. Styrsystem i fördelningsstationer

Underlaget till detta avsnitt har hämtats från VAST' rapport ”Stationsda- torer i fördelningsstationer". daterad januari 1978. Rapporten har gjorts i syfte att dels utarbeta och underlätta införandet av standardiserade

' Svenska kraftverkföre- ningens stiftelse för tek- niskt utvecklingsarbete (VAST).

tillämpningsprogram i transformatorstationer, dels att underlätta upphand- lingen av datorer genom att specificera generella krav på datorutrustning för sådana tillämpningar. Bakgrunden till rapporten är en tidigare rapport som utpekat uppgifter i transformatorstationer som kan ersättas, kompletteras eller förbättras genom att uppgifterna överförs från vissa delar av den utrustning som i dag används i transformatorstationer till s k stationsdato- rer.

Liksom den tidigare redovisningen om lämpliga datortillämpningar i konventionella värmekraftverk är även presentationen i detta avsnitt ”lösryckt" och ger endast en ytlig inblick i de funktioner som det är aktuellt att använda datorstöd till.

Stationsdatorer och deras uppgifter

Den typ av stationer som härvid i första hand avses är fördelningsstationer inom både landsbygds- och tätortsdistribution. Den datortyp som är aktuell i sammanhanget är mini- eller mikrodatorer. Datorkraften i stationerna kommer troligen att decentraliseras i allt högre utsträckning. Investerings- volymen i framtiden på detta område bedöms vara mycket stor och rör sig sammanlagt om miljardbelopp, avseende användarföretagens utvecklings- och installationsarbete samt utrustningar och system från olika leverantörer. I stor utsträckning kommer hela stationer att bytas ut mot nya med ny styrnings- och övervakningsteknik.

De olika funktionerna eller uppgifter i en station som anses lämpliga och möjliga att överföra till dator och som kan ge ett lönsamt ekonomiskt alternativ till de konventionella lösningarna är:

. Reglering. Förutom start— och stoppautomatik för aggregat är spännings- reglering och kondensatorbatteriautomatik de regleruppgifter som nor— malt förekommer inom stationerna. I rapporten redovisas tillämpnigs- program för respektive regleruppgift. . Driftuppbyggnad. Driftuppbyggnadsfunktionen ger en möjlighet att på ett snabbt och säkert sätt återställa driften vid störningar inom och utanför stationen. I rapporten redovisas tillämpningsprogram för flera funktioner och felsituationer. . Driftomläggning. Ett program redovisas som ger möjlighet till snabb återinkoppling av ledning efter ett spänningslöst intervall på ca (),5 sekunder, samt därefter, om återinkopplingen ej kunnat göras, flera tidsfördröjda återinkopplingsförsök. . Fjärrkontroll. I rapporten ges inga exempel på tillämpningsprogram på denna punkt. I stället redovisas vilka delfunktioner i fjärrkontrollen som kan vara realistiska att lägga på stationsdatorer respektive vilka som bör ligga på central dator i fjärrkontrollsystemet. . Informationsbehandling och presentation. Datorn ger stora möjligheter att i kronologisk följd ge information och registrera händelseri stationen, t ex brytarlägesförändringar, felsignaler, reläskyddsindikeringar. Datorn kan också användas för att sortera och summera olika mätuppgifter bl a för att underlätta övervakningen och produktionsuppföljningen vid stationen.

Framtida möjligheter för stationsdatorer

Som nästa steg mot ökad datorisering anger rapporten bl a reservfunktioner för reläskydd. I regionstationer med starkt varierande ledningslängd kan det vara svårt att erhålla ett reservskydd som täcker hela ledningslängden för alla ledningar. Där kan datateknikens förmåga att sammanställa uppgifter ge stora fördelar.

Ett annat fall är stationer i närheten av stora värmekraftaggregat där man av stabiliseringsskäl ställer stora krav på snabbhet på reservfunktionerna. I ett senare skede kan även datorer tänkas överta vissa av de ordinarie skyddsfunktionerna. Forskning inom detta område pågår.

11.3. Särskilda problem i samband med styrsystemtillämp— ningar

Tidsperspektiv

Elkraftförsörjningen kräver en planeringshorisont på 10—15 år, en avsevärt längre tid än för övrig industri. För större styr- och övervakningssystem önskas livslängder överstigande 15 år. Projekteringstider på 6—8 år är inte ovanliga för dessa system. Tidsperspektiven ställer speciella krav på planerande och policyskapande instanser. Kraven på möjligheter att underhålla och bygga ut systemen samt på leverantörsstöd blir också speciella.

Operatörens arbetssituation

Styrsystemens huvudsakliga uppgift är att underlätta kontrollrumspersona- lens arbete. Den förändrade arbetssituationen kan dock leda till nya typer av påfrestningar.

I en rapport från ERGOLAB (Datorisering inom processindustri Bransch 1 — Elkraftproduktion) nämns bl a problemet med låg/högbelastning. Operatörernas arbetsbelastning är normalt hög varje morgon mellan kl. 06.00 och 11.00. Därefter förekommer långa perioder med låg belastning. Vid en störning i elkraftsystemet drabbas operatören, plötsligt och helt oförbredd, av en intensiv arbetsbelastning. En störning kan i och för sig vara lätt att åtgärda om man följer instruktionerna. Svårigheten är att störning- arna inträffar så sällan och när de inträffar är det vanligtvis under högbelastningsperioder. Datoriseringen innebär också att det gamla hang- verksmässiga handlaget med processen håller på att glömmas bort ”Man kan inte klara stationen manuellt längre”.

Tillgänglighet

Elkraftförsörjningen övervakas av styrsystem som är centraliserade och där fel i en komponent kan medföra att övervakningen regionalt eller nationellt faller bort. Tillgänglighetskraven är följaktligen extremt höga och de centrala systemen är alltid dubblerade. Vattenfalls centrala driftövervak-

ningssystem redovisar tex en tillgänglighet på 99,4 % för de senaste tolv månaderna. Detta innebär att anläggningen inte fungerat ca 50 timmar under dessa tolv månader och att man då använt det manuella reservsystemet.

Nya teknikområden

De datorstödda styrsystemens framväxt inom elkraftområdet har skapat ett ”ingemansland” mellan traditionella teknikområden. Kopplingen mellan elkraftteknologin (elkraftsystemens olika komponenter och anläggningste- knik inklusive skyddsutrustningar) å ena sidan och centrala styr- och övervakningssystem (informationsteknik, elektronik och datorteknik) å andra sidan har varit relativt outvecklad. Övervakningssystemen har hittills inte i nämnvärd grad anpassats till elkraftsystemen och de har varit helt separerade från konventionell skyddsutrustning. Vid en ökad integrering måste kopplingen mellan teknikområdena kartläggas och systematiseras. Forskning och utbildning kommer att krävas framförallt inom:

— elektrisk anläggningsteknik — system- och reglerteknik informationsbehandling för dessa gränsområden.

11.4. Effekter av användningen av styrsystem

Motiveringarna för installationerna av styrsystem av olika typer behandlades under respektive användingsområden. Nedan sammanfattas några effekter av de datorstödda styrsystemen.

— Produktionen kan planeras på timbasis med större noggrannhet vilket reducerar produktionskostnaden och oljeanvändningen. — En bättre överblick över tillståndet i kraftledningsnätet har minskat sannolikheten för störningar och förkortat tiden för återuppbyggnad vid de störningar som förekommit. Ett driftcentralsystem kan liknas vid en försäkring. Det påverkar inte det yttre händelseförloppet (produktions- kapacitet kontra konsumtionsbehov) men det reducerar resursinsatsen för att hålla balans och ger färre och kortare störningar. I sammanhanget kan som exempel nämnas att de ekonomiska konsekvenserna av ett entimmes kraftbortfall på nationell nivå i Finland bedömts vara större än investeringskostnaderna för det nationella driftcentralsystemet. — Den förbättrade driftövervakningen medger senareläggning av investe- ringar i utbyggnader eller utbytesutrustning. — Behovet av personal på otillgängliga eller avlägsna platser reduceras.

Att kvantifiera effekterna i kronor bedöms omöjligt på nuvarande stadium. Nyttan av i investeringar av detta slag anses dock vara mycket god och investeringsplanerna är omfattande.

11.5. Utvecklingstendenser och nya tillämpningar

Utvecklingen av styrsystemen för elkraftområdet kommer att accelerera pga:

de höjda energipriserna det moderna samhällets ökade sårbarhet för störningar i elkraftförsörj- ningen

de möjligheter som mikroelektroniken nu skapar de driftserfarenheter som fås av dagens datorstödda system och tillämp- ningsfunktioner.

Utvecklingen bedöms ske inom följande områden.

Standardiserade system för avgränsade funktioner med underhållslösning och vidarutvecklingsmöjlighet inbyggda. Lokala mikrodatorbaserade kontrollanläggningar med större möjligheter till lokal informationsbehandling och styrning. Samtidigt skapas förut- sättningar för en bättre samordning mellan skyddsutrustningar och överordnade styrsystem. En viss samordning har redan påbörjats. Idag kan t ex ett ledningsfel initiera automatisk bortkoppling av vattenkraft- produktion. Försök med avancerade tillämpningsfunktioner (nätmodellberäkningar, produktionsreglering och planering, säkerhetsanalyser och stabilitetsbe- räkningar) börjar nu ge erfarenheter. En snabb utveckling av praktiskt användbara tillämpningar kan förutses. Kraven på störningsfri, högkva— litativ och ekonomisk energiproduktion driver på. Kompletta styrsystem för värmekraftverk har redan börjat efterfrågas. Utvecklingen av process- och produktionsstyrning för värmekraft kan bli snabb. Träningssimulatorer för driftpersonal kommer att vidareutvecklas och få stor efterfrågan. Behovet har ökat starkt i och med att operatörernas arbetssituation förändras både i centrala kontrollrum och i kärnkraftver- ken. Dagens styrsystem är inriktade mot produktins- och överföringsfunktio- nerna (kraftverk, stamlinjenåt och distributionsnät) medan förbrukning- en inte påverkas annat än vid allvarliga störningar då delar av konsumentområden helt slås bort. En mindre abrupt styrning av förbrukningen är önskvärd. På sikt är en differentierad styrning av abonnentens energiuttag möjlig (tex dämpa eluppvärmningen under toppbelastning eller störning). Det pågår också försök med abonnentut- rustningar som åstadkommer en jämnare dygnsbelastning (olika taxor vid olika tider på dygnet).

Som framgått av avsnittet har elkraftindustrin redan genomfört en mängd investeringari styrsystem på flera nivåer inom produktionen, överföringen och distributionen av el. Vidare är investeringsplanerna, bl a inom Vatten- fall, mycket omfattande. Inom branschen har man också gemensamt utrett och dokumenterat vilka möjligheter och erfarenheter som finns beträffande datoranvändningen på en rad områden. Den sammanlagda potentialen för

en ökad användning av datorstödda styrsystem inom elkraftindustrin är mycket stor. Enligt DEK's bedömning är också förutsättningarna för en vidgad spridning av styrsystem, bl a avseende användarföretagens kunska— per, överlag goda.

12 Övrig styrsystemanvändning

12.1. Petroleum- och kolproduktindustrin

Av petroleum- och kolproduktindustrins totala förädlingsvärde svarar petroleumraffinaderierna för ca 80 procent (industristatistiken 1978). Framställningen hänför sig därför fortsättningsvis helt till denna verksam- hetsgren.

I Sverige finns för närvarande sex stycken raffinaderianläggningar varav ett par är små asfaltsraffinaderier. Genom utbyggnader 1967 (BP”s raffina- deri i Göteborg) och 1975 (Scanraffi Brofjorden) i det närmaste tredubb- lades den inhemska kapaciteten. Produktionstekniken kännetecknas av storskalighet och hög kapitalintensitet.

För närvarande föreligger ett överskott på raffinaderikapacitet i Västeu- ropa. Någon utbyggnad av kapaciteten i Sverige planeras inte. Däremot finns planer på investeringar i vidareförädling, betingade av förskjutningar i efterfrågestrukturen. Det finns dock inte någon anledning att i detta sammanhang söka närmare belysa den framtida utvecklingen inom raffina- deriindustrin med alla de faktorer av ekonomisk och politisk natur som då måste tas med i bilden.

De svenska raffinaderierna tillämpar inte några mer avancerade dator- stödda system för produktions- och processtyrning sett i ett internationellt perspektiv. I de tre mest avancerade anläggningarna finns eller kommer inom en nära framtid att finnas system främst inriktade mot informations- överföring — informationsbearbetning. System för automatiserad reglering finns ännu inte i de svenska anläggningarna. Det är således huvudsakligen fråga om att tillämpa kraftfullare hjälpmedel i det traditionella operatörsar- betet. Genom att tre av raffinaderierna helt eller delvis ägs av stora multinationella oljebolag kan de tillgodogöra sig erfarenheter och utveck- lingsarbete som bedrivits vid andra anläggningar inom moderbolagen. Där har man sedan tio år eller mer tillämpat styrsystem av den typ som de svenska enheterna just infört eller står i begrepp att införa.

Som ett exempel på situationen inom branschen beskrivs i det följande det utvecklingsarbete som bedrivs inom Scanraff. Företaget står för närvarande i begrepp att införa två datorsystem, ett inriktat mot informationsöverföring- en mellan anläggningens olika delar (kontor - laboratorium - kontrollrum - hamn) och ett i kontrollrummet där man hittills haft traditionell analog instrumentering. Det förstnämnda systemet syftar till att snabba upp och effektivisera informationsbearbetningen medan systemet i kontrollrummet

skall ge ett bättre beslutsunderlag för operatörerna. Processdata samlas in kontinuerligt från ca 1 800 informationspunkter i anläggningen och presen- teras efter bearbetning på bildskärm samt skrivs ut. Operatören kan på bildskärmen ta in även optimal processtatus och på basis av jämförelser med aktuell status företa regleringrepp. Antalet operatörer har inte ändrats.

Successivt och på flera års sikt kommer man att söka utveckla system för automatiserad styrning av vissa delprocesser, i första hand med anknytning till energiförbrukning och styrning av destillationskolonner. Eftersom anläggningarna tekniskt sett är så integrerade krävs en anpassning av metoderna till varje individuell anläggning. Det är dårför i hög grad en fråga om att skynda långsamt. Med produktionsvärden på flera miljarder och en låg förädlingsvärdeandel är de ekonomiska potentialerna för en bättre styrning av råvaruutnyttjandet mycket stora. Inte heller en utökad automa- tisering av styrningen beräknas få några effekter på sysselsättningen.

När det gäller produktionsplaneringen har man sedan några år använt optimeringsprogram för råvaruförsörjningen och distributionen. Tillgång till ökad datorkapacitet kommer att medföra att dessa program utvecklas ytterligare.

Informationssystemet och programvaran för kontrollrumssystemet har man fått tillgång till från det ena moderbolaget. Texaco. Man ser inga speciella svårigheter i arbetet med att införa systemen annat än att stora krav ställs på en effektiv planering och att det sker på en anläggning i drift. En be- gränsning är att kraven på noggrannhet och tillförlitlighet hos mätgivare och analysatorer ökar då styrningen automatiseras. Återbetalningstiderna för systemen är svåra att kalkylera tillförlitligt.

12.2. Gummivaruindustrin

Branschstruktur

Gummivaruindustrin expanderade ganska kraftigt fram till 1975 men har sedan dess minskat såväl produktions- som sysselsättningsmässigt. 1978 sysselsatte branschen drygt 11 200 personer vilket utgjorde drygt en procent av den totala industrisysselsättningen. Andelen av industrins totala föräd- lingsvärde uppgick samma år till ca en procent.

Under senare år har framför allt däckstillverkningen gått tillbaka som en följd av sjunkande efterfrågan och övergång till radialdäck med längre hållbarhet. En överkapacitet föreligger inom däckstillverkningen i Europa vilket ökat konkurrensen för de svenska tillverkarna. När det gäller enklare gummiprodukter har importkonkurrensen från låglöneländer ökat.

Av den inhemska användningen av gummivaror går ca 60 procent som insatsvaror till industrin, främst verkstadsindustrin.

Beträffande tillverkning av standardprodukter som cykeldäck. gummi— stövlar och andra enklare artiklar synes det inte föreligga några förutsätt- ningar för en produktion av större omfattning i Sverige. Viss tillverkning kommer dock att upprätthållas av beredskapsskäl. Däremot bedöms de svenska företagen kunna hävda sig när det gäller speciella, mer avancerade produkter på industrigummisidan förutsatt att produktionsapparaten förny-

as i tillräckligt snabb takt och en satsning på produktutveckling genom- förs.

I Sverige finns närmare 40 företag som tillverkar gummivaror. Det största är Trelleborg AB med dotterbolag.

Industriverket räknar i sin höstrapport 1979 med att gummiindustrins produktionsvolym åter skall öka fram till 1984. Ökningen är dock inte tillräcklig för att uppväga det minskande arbetskraftsbehovet varför en viss minskning av sysselsättningen förutses.

Produktionsteknik

Gummiprodukter kan tillverkas av antingen naturgummi eller syntetiskt gummi. I stort kan man urskilja följande led i tillverkningsprocessen:

— Plasticering av gummit genom malning varefter inblandning av olika kemikalier och tillsatser sker för att uppnå önskade egenskaper och kvaliteter.

Formning av gummiprodukten genom strängsprutning, kalandrering, formpressning etc alternativt impregnering eller doppning av andra material. Däcksbyggnad utgör en särskild process.

Vulkning.

Bearbetningen av rågummit sker huvudsakligen i s k kammarblandare där doseringen av tillsatser kan automatiseras i olika utsträckning. Helt automatiserad dosering innebär den bästa arbetsmiljön eftersom personalen då inte kommer i direkt kontakt med kemikalierna under något steg i bearbetningen.

Tillämpningar av avancerade styrsystem

Allmänt kan sägas att gummiindustrin inte kommit särskilt långt när det gäller att tillämpa datorstöd vid processtyrningen. Inom plastindustrin exempelvis, där man har många processer som liknar gummiindustrins (strängsprutning, formpressning o sv), väntas datorbaserade styrsystem inom kort blir standard på vissa typer av den maskinella utrustningen. En liknande utveckling förefaller ligga längre fram i tiden inom gummiindustrin, möjligen med undantag för kalandreringen. Att döma av kontakter med leverantörsföretag finns också på den internationella marknaden avancerade system för styrning av bearbetningen i kammarblandare.

Den vanligaste tillämpningen av avancerad styrning inom gummiindustrin är automatiserad dosering. När det gäller övriga processer finns datorstödda system endast inom det största företaget, Trelleborg AB. Där har man börjat tillämpa automatiserad styrning av vissa variabler vid blandningen, främst temperaturen i gummimassan. Resten av regleringen görs manuellt. Med ökad automatisering av blandningsstyrningen räknar man med att uppnå större noggrannhet och därmed bättre (jämnare) produktkvalitet. Personal- besparingar kan också göras genom att en person kan övervaka flera maskiner. De största problemen när det gäller att vidareutveckla den auto- matiserade styrningen är att man saknar erforderliga mätdata från processen för att kunna konstruera styrmodeller (algoritmer). ',

1 Avsnittet baseras på artiklar i Elteknik med aktuell elektronik 1978:17 samt Dagens Industri 1979-01—16.

För kalandreringen utnyttjar man ett mikrodatorbaserat system av samma typ (samma leverantör) som de som beskrevs i samband med plastbearbet- ningi avsnittet om den kemiska industrin. Även när det gäller formpressning har en utveckling av datorstödda styrsystem inletts. Den tekniska utveck- lingen har under senare år förändrat förutsättningarna för att effektivisera tillverkningen. Detta kan numera göras utan att den totala produktionska- paciteten behöver utökas nämnvärt. Som framgick av den inledande beskrivningen innebär en ökad automatisering av dosering och blandning också att arbetsmiljön förbättras.

Inom däckstillverkning utnyttjas industrirobotar bland annat för transpor— ter i samband med vulkning.

Enligt vad representanter för branschen bedömer har överkapacitet och dålig lönsamhet inom många tillverkningssektorer i gummiindustrin lett till att den tekniska utvecklingen inte haft önskvärd omfattning. Bildandet av Plast- och Gummitekniska Institutet 1977 skall ses i detta perspektiv. Institutet skall syssla med service. uppdragsverksamhet. information och utbildning inom det plast- och gummitekniska området med inriktning bland annat på produktionsteknik.

12.3. Cementindustrin'

Cementa AB är sedan 1973 landets enda cementtillverkare. År1973fanns sju anläggningar med en sammanlagd tillverkningskapacitet om 4.4 miljoner ton cement per år. Under senare år har man successivt minskat kapaciteten samtidigt som den äldre energikrävande våtmetoden ersatts med den modernare torrprocessen. För närvarande har Cementa fyra fabriker med en total kapacitet på 3.2 miljoner ton per år.

De första tillämpningarna av datorteknik för processtyrningsändamål inom cementindustrin infördes redan under 1950-talets sista år. Problemen vid styrningen av processen var främst följande:

Variationer i råvarornas kemiska sammansättning åstadkom kvalitetsva- riationer hos produkten. El Ingrepp på ett ställe i processen påverkade inte enbart den felaktighet som man ville rätta till utan åstadkom förändringar av oönskat slag även i andra processvariabler. Man hade teorier om störande sidoförlopp i processen som svårligen kunde bekräftas på grund av brist på mätdata. D Då processen pågår dygnet runt måste man tillämpa flerskiftsdrift. Detta leder till snabbt stegrade personalkostnader om man inte kan finna medel att minska personalstyrkan.

Man insåg att datorstöd skulle kunna användas med framgång. I Cementas nya Sliteanläggning. som svarar för drygt hälften av den samlade cement- produktionen i Sverige, har ett avancerat styrsystem installerats. Vid cementtillverkningen mals två olika sorters stenmaterial och en mindre mängd sand ihop till s k råmjöl. I råmjölet måste koncentrationerna av vissa mineraler uppfylla vissa matematiska villkor för att cementets hållfasthet skall uppfylla kvalitetsnormerna. Då koncentrationerna av mineralerna

varierar i de tre ingångsmaterialen. kan de kemiska villkoren hållas inom uppställda gränser endast om man styr de tre materialflödena. Man måste därför ta prover, göra kemisk analys och beräkna styringrepp i materialflö- dena ca fyra gånger per timme.

Även många andra kemiska provtagningar och analysuppgifter förekom- mer i processen. Det visade sig bli för dyrt och otympligt att göra dessa manuellt. Man beslöt därför att tillämpa helautomatisk styrning i sluten krets. ett förfarande som för övrigt provades för första gången i svensk cementindustris historia vid Cementas utbyggnad av Limhamns cementfab- rik 1967.

Det kemiska styrsystemet i Slite består av provtagare med rörposttran- sport av proverna till driftcentralen, en röntgenspektrograf för analyserna, doseringsapparater i sten- och sandflödena och en dator som styr dessa utrustningar. Till datorn är dessutom alla processmätgivare som finns i pro- duktionslinjen samt två bildskärmsterminaler anslutna. Operatörerna kan med hjälp av dessa få en god översikt över processgången i sina processav- snitt. Man kan på skärmarna kalla fram processens flödesschema med varierande detaljeringsgrad. På dessa scheman visas mätpunkterna med sina aktuella mätvärden. Systemet känner också av ett stort antal larm— och gränsvärdeskontakter samt programmerade gränsvärden och genererar härur information till operatören.

Datorsystemet ger dock enbart information från anläggningen till opera- tören. Styrningen utförs fortfarande med vanliga tryckknappar och spakar. Där finns även ett litet antal indikatorer och larmorgan som reserv till skärmarna.

Förutom datainsamlingsprogrammen. råmjölsprogrammen och kom- munikationsprogrammen för skärmar och skrivmaskiner. finns ett omfattan- de program för statistiska beräkningar. Detta tilläter kemisterna att utföra analyser på alla intressanta variabler under processens gång. På bildskär— marna kan man se om motorerna i anläggningen går. Datorn har därför även förbindelse med maskinskyddslogiken. Ca 800 motorer är kopplade till denna logikutrustning.

Vid tidigare utbyggnader utfördes systemarbetet av Cementa. Till Sliteanläggningen har man köpt produktionsutrustningen och dess styrut- rustning från en utländsk huvudleverantör. Styrsystemet är detta bolags standardsystem. Kemister. elektriker och blivande operatörer vid Slite- förvaltningen har genomgått ett omfattande utbildningsprogram hos huvud- leverantören. Redan vid projekteringen av anläggningen i Slite diskuterades givare och metodik för att kunna ha en kontinuerlig automatisk övervakning av förslitningen av den maskinella utrustningen och kunna beräkna behovet av underhållsinsatser. Detta kommer att införlivas i ett vidareutvecklat maskinskyddssystem.

Övervakningen av råmaterialprocessen i Sliteanläggningen klaras av ett fåtal operatörer. Med servicepersonal inräknat behövs sammanlagt elva personeri tre skift för att hålla driften av hela fabriken i gång dygnet runt året om. Det totala antalet anställda i Slitefabriken är ca 270.

12.4. Vattenverk, reningsverk m m

Både för reningen av dricks— och avloppsvatten används datorstödda styrsystem. Systemen används för övervakning och för att styra reningsför- loppet. Ofta är pumpstationer och andra enheter som behöver styras och övervakas geografiskt utspridda. Därför ingår i systemen fjärrkontrolltermi- naler. Det är främst i större vatten- och reningsverk som datorstödda system installerats.

I reningsverket i Åkeshov utanför Stockholm används t ex ett system som styr reningsförloppet och ombesörjer kommunikationen till kontrolltavlor. Reningen kan också styras från kontrolltavlorna. Systemet styr dels olika mekaniska moment (tex skrapor och automatiskt byte av filter) i olika reningsetapper. dels flödet mellan reningsetapperna och behandlingen i dessa.

Även sophanteringen i vissa bostadsområden har automatiserats. I Stockholmsförorterna Akalla. Kista och Järva finns transportsystem i vilka soporna sugs till centraler där de bränns eller lastas på containers. Utbyte av containers sker också automatiskt.

12.5. Övrigt

Utöver de styrsystemtillämpningar som hittills beskrivits. vilka främst rört styrning av förädlingsprocessen. energiförbrukningen etc i olika produk- tionsskeden i processindustrierna, finns en del generella tillämpningar av mindre omfattning som framför allt i framtiden kan beräknas få stor spridning. Ett sådant tillämpningsområde är styrning och övervakning av ”servicefunktioner” i fastigheter. Det kan tex röra temperaturreglering. ventilation, belysning m m främst i syfte att minska energiåtgången. I de fall skilda taxor tillämpas för elenergin kan också viss förbrukning (t ex uppvärmning av varmvatten) styras till tider då taxan är låg.

Ett annat område som nämnts i några branschstudier är övervakning av maskiner. Det kan t ex gälla förbättrad löpande uppföljning och övervakning av drifttid, vibrationer etc (5 k tillståndssystem) vilket kan ge en uppfattning om förslitningen och göra att underhållsarbetet i större utsträckning kan ske planerat och förebyggande. Underhållsplaneringen och underhållsrutinerna kommer överhuvud taget att få allt större betydelse för produktionsresulta- tet. En annan tillämpning är förbättrade och känsligare motorskyddsfunk- tioner vid över- eller underbelastning, vilket kan användas för att identifiera driftstörningart ex att något fastnar. Därigenom kan olycksfall och skador på anläggningsutrustningen förebyggas.

13. Sammanfattning av iakttagelser och slutsatser om användningen av datorstödda styrsystem

13.1. Inledning

Syftet med detta kapitel är dels att ge en kort sammanfattning av det material i branschstudierna som belyser effekterna av datorstödda styrsystem, dels att redovisa vissa av de slutsatser som kommittén dragit av studierna. Slutsat— serna rör huvudsakligen faktorer som styr omfattningen och inriktningen av datorstödeti olika branscher. Bedömningar av den framtida utvecklingen av styrsystemens användning i respektive bransch redovisas främst i avsnitt 18.5.

Som nämndes i kapitel 2 innebär arbetsfördelningen mellan DEK och dataeffektutredningen att DEK i denna rapport inte närmare ikartlagt datateknikens inverkan på bl a sysselsättning och arbetsinnehåll. I de olika branschstudierna redovisas också främst de effekter datorstödda styrsystem har på faktorer som direkt påverkar produktionsresultatet i företagen exempelvis kapital- och råvaruutnyttjandet. Med utgångspunkt från samban- den mellan olika slag av effekter, som de exemplifierats i kapitel 2, sammanfattas dock i avsnitt 13.3.2 erfarenheter från branschstudierna när det gäller effekter för sysselsättningen och arbetsmiljön i den direkta produktionen.

I avsnitt 2.1 redovisades också processindustristudiens avgränsning vilken medfört att studierna i huvudsak inriktas mot större processindustrianlägg- ningar. Denna och övriga avgränsningar innebär att intresset i studien främst riktats mot vissa delar av industrin och inom dessa endast mot några av flera tillämpningsområden för datorstöd. Karaktäristiskt för dessa tillämpnings- områden är att mekaniseringen och automatiseringen drivits relativt långt redan innan datorstöd börjat utnyttjas. Inte minst när det gäller sysselsätt- ningens utveckling kan de största framtida effekterna av datorstöd ligga inom andra, mer lönekostnadsintensiva verksamheter än de som här studerats. Det är således viktigt att ta hänsyn till studiens avgränsningar så att inte slutsatsernas giltighet överskattas.

13.2. Sammanfattning av branschstudierna

13.2.1. Gruvor och mineralbrott

Gruvindustrin domineras av de två företagen LKAB och Boliden AB som också svarar för merparten av de 25 datorstödda styrsystem som för

Tabell 13.1 Antal installerade och planerade datorstödda styrsystem inom gruvor och mineralbrott Installerade Planerade Tillämpning styrsystem styrsystem Styrning av röntgenutrustningar 10 1 Tåg och krosstyrning 2 Styrning av pumpstationer 2 Styrning och övervakning av anrikningsverk 3 — sovrings- och krossverk 2 1 — malm- och sligutlastning 2 delprocesser i kulsinterverk 2 Produktionsstyrning 1 Övrigt 2 Summa 25 4

Källa: Teleplan

närvarande finns installerade i branschen. Systemen är inriktade mot såväl själva brytningen som anrikningen av malmen.

Antalet system fördelat på olika tillämpningar framgår av tabell 13.1. Tillämpningarna kommenteras kortfattat i det följande:

Styrning av röntgenutrustningar används både vid brytning och anrikning. Styrning av pulpröntgen är en förutsättning för att öka automatiseringsgra- den och möjliggöra processtyrning vid anrikning genom flotation.

LKAB har två system för tåg- och krosstyrning vid malmbrytning varav ett mycket omfattande för brytning på 540- och 775-metersnivåerna i Kirun- avaaragruvan. Systemet styr transporten av malm från störtschakten i anslutning till brytningen, där fosforhalten i malmen varierar, till krossfickorna där man via blandning önskar hålla konstanta kvaliteter. Dessutom ingår styrning av själva krossningen och andra funktioner, övervakning av kontaktledningsnät och strömförsörjning, rapporterings- funktioner m m.

Systemen för tåg- och krosstyrning syftar främst till högre produktivitet men även till jämnare produktkvalitet. Tabell 13.2 visar produktiviteten och automatiseringsgraden för transport- och krossanläggningarna i LKAB:s Kirunavaaragruva enligt de uppskattningar företaget gjort.

Tabell 13.2 Samband mellan automatiseringsgrad och produktivitet för transport- och krossanläggningar i LKAB'S Kirunavaaragruva

År Huvuddelen av Grad av automa- Produktivitet för produktionen tisering transport— och sker på nivå krossläggningarna

Kton/manår

1971 420 låg 64 1979 540 hög 102 1984 775 mycket hög 150

Källa: LKAB

Datorstödda system för styrning av pumpstationer installeras främst i energibesparande syfte.

Datorstödda system för styrning av delprocesser i anrikningen är huvud- sakligen inriktade mot att öka utbytet av malmen och åstadkomma en bättre (jämnare) produktkvalitet. Boliden AB behandlar i sina anrikningsverk mycket låghaltiga komplexa malmer vilket komplicerar processtyrningen. Inom Boliden AB har ett omfattande arbete bedrivits för att utveckla dator- stödda system för styrning av flotations- och malningsprocesserna i anrikningen. Flotation är en mycket komplicerad process där styrningen ställer höga krav på tillgängligheten och noggrannheten hos mätgivarna och på snabba åtgärder från processansvariga.

De många gånger svåra miljöer i vilka de datorstödda styrsystemen skall verka skapar bl a besvärliga givarproblem.

13.2.2. Livsmedelsindustrin

Livsmedelsindustrins olika delbranscher skiljer sig väsentligt åt när det gäller storlek, företagsstruktur och grad av mekanisering och automatisering. Flera av delbranscherna har en splittrad produktionssammansättning vilket minskar möjligheterna att automatisera tillverkningen. Genom att speciali- sera och koncentrera produktionen och tillämpa en mer flödesorienterad produktionsteknik söker företagen skapa förutsättningar för att ta tillvara stordriftsfördelar och rationalisera produktionen. Denna utveckling, som i sin tur sammanhänger med ägarstrukturens grad av koncentration, är den viktigaste faktorn när det gäller spridningen av avancerade styrsystem.

Slakteri- och charkuteriindustrin

Produktförädlingen inom slakteribranschen är till stor del fortfarande baserad på manuella metoder. Det datorstöd som utnyttjas är därför främst inriktat på att övervaka och styra produktionen. Idet system som installeras i Farmeks styckningsanläggning i Örebro ingår en omfattande dataregistre- ring av produktionsförloppet från hämtning av livdjur till distributionen av färdiga produkter.

Charkuteriindustrins processer är i allmänhet enkla och kräver inte någon avancerad styrning. Vissa avgränsade mikrodatorbaserade tillämpningar finns idag. Den pågående koncentrationen och specialiseringen inom branschen påskyndar utvecklingen mot ökad automation och tillämpningar där datorsystem styr och övervakar råvarutransporter. dosering och andra moment och där det mänskliga arbetet reducerats till övervakning.

Datorstödet inom slakteribranschen syftar främst till att höja råvaru— och anläggningsutnyttjandet. Systemen inom charkuteribranschen är också inriktade mot personalbesparingar.

Mejeriindustrin

Mejeriindustrin är den livsmedelsbransch som tillämpar de mest avancerade datorstödda styrsystemen i produktionen. ARLA's anläggning i Linköping är ett exempel på detta. Där styrs mjölkbehandlingen centralt från ett

kontrollrum av en enda operatör. Det är i stor utsträckning fråga om sekvens- styrning som automatiserats. Datorstöd utnyttjas även för att styra transpor- ter och materialhantering bland annat genom förarlösa truckar som transporterar produkter från förpackningshallen till kyllagret. I systemet finns omfattande rutiner för rapportering, orderbehandling och andra administrativa rutiner samt system för styrning och uppföljning av olika servicefunktioner som klimatreglering m m.

Motiven för dessa omfattande system är att höja anläggningsutnyttjandet och möjliggöra personalbesparingar. Genom mekanisering och'automatise- ring har många tunga arbetsmoment och arbete i kyla försvunnit. Kraven på yrkeskunskap i den direkta produktionen har minskat och arbetet har mer fått karaktär av övervakning.

Frukt- och grönsakskonservindustrin

Det breda produktsortimentet inom frukt- och grönsakskonservindustrin har hittills begränsat möjligheterna till automatisering av produktionen. Dator- stöd utnyttjas för närvarande i rätt liten omfattning vid processtyrningen. Främst har reläbaserade system ersatts av PC-system i avgränsade delpro- cesser såsom fyllningsutrustningar och kompressorer. Motiven för att införa dessa tillämpningar har varit personal- och energibesparing. Datorstöd utnyttjas också för att följa upp exempelvis sterilisering genom mer omfattande informationsinsamling och bearbetning än vid traditionella metoder. De administrativa tillämpningarna vid ett av de största företagen i branschen omfattar flera funktioner med karaktär av produktionsplane- ring.

Bageriindustrin

Bageriindustrin har en mycket splittrad företagsstruktur och omfattar såväl stora industriella bagerier med automatiserad produktion som små hant- verksmässiga kvartersbagerier. Denna studie har främst omfattat större matbrödsbagerier. Den automatisering som genomförts inom dessa har i liten utsträckning inbegripit datorstöd. Hålkortsstyrd dosering är den mest etablerade tillämpningen som flera av de större bageriföretagen utnyttjar. Syftet är främst att uppnå större exakthet i doseringen samt att minska personalbehovet. För övrigt utnyttjar de större bagerierna datorstöd huvudsakligen för mera administrativt inriktade tillämpningar som orderbe- handling, fakturering etc. Ett fåtal bagerier har utvecklat system som även innehåller rutiner för produktionsplanering och —uppföljning. Ett av de viktigaste motiven för dessa system är att förbättra kontrollen över råvaruförbrukningen samt den ekonomiska uppföljningen av produktions- resultatet.

Från sysselsättningssynpunkt kommer en ytterligare automatisering av den direkta produktionen att ha mindre betydelse jämfört med rationalise- ringar i angränsande tillverkningsled, exempelvis förpackning och expedi- tion.

Sockerindustrin

Under 1950- och 1960-talen genomgick sockerindustrin en omfattande strukturomvandling och automatisering varvid analoga styrsystem togs i bruk. Möjligheterna till personalbesparingar i kvarvarande anläggningar uttömdes i stor utsträckning under denna period. Motiven för införande av styrsystemtillämpningar har därefter allt mer förskjutits mot ett effektivare utnyttjande av råvaran samt energibesparing. Datorstöd används bl a för att systematisera processdata, öka processkunskapen och därigenom förbättra processtyrningen. Detta görs vid särskilda undersökningstillfällen. Rutiner- na vid den löpande produktionen och utrustningen i anläggningarna har inte ändrats nämnvärt annat än att t ex konventionella reläer bytts ut mot PC-system.

Choklad- och konfektyrindustrin

Choklad- och konfektyrindustrin är en relativt liten bransch vilket medför att utrustningsleverantörernas intresse för mot branschen inriktad utveckling och anpassning är begränsat.

Inom det största företaget, AB Marabou, har hittills utvecklats två PC-system för transportstyrning. Man räknar inom företaget med att under de närmaste åren främst utveckla datorstödet inom området produktions- planering.

Bryggeriindustrin

Det helt dominerande bryggeriföretaget. AB Pripps Bryggerier. tillämpar för närvarande datorstöd vid processtyrningen i tre av sina nio bryggerier. Främst är det fråga om PC—system för sekvensstyrning. Motivet för tillämpningarna är att flexibiliteten och driftsäkerheten ökar. I samband med ombyggnader etc kommer denna typ av styrning på sikt att införas i samtliga anläggningar. Ett mer omfattande datorutnyttjande planeras när det gäller distributionsplanering och lagerstyrning.

13.2.3. Textil- och konfektionsindustrin

Inom textilindustrin finns sedan länge etablerade tillämpningar för styrning av vävstolar (numerisk styrning). PC-system för styrning av andra typer av processer (färgning, blekning, tvättning o s v) är ett område i snabb utveck- ling.

Den mest avancerade datortillämpningen inom konfektionsindustrin brukar sammanfattningsvis kallas datorbaserad mönsterhantering. I dessa system utnyttjas datorstöd för att omforma grundstorleken av ett plagg till ett visst antal storlekar (gradering), lägga ut mönsterdetaljerna på tyget före till- skärningen (läggoptimering) samt att överföra läggbilden till tyget (projice- ring) för manuell eller automatisk tillskärning.

Datorbaserad gradering innebär större flexibilitet samt minskat personal- behov för företagen. Läggoptimering och automatisk tillskärning syftar framför allt till att minimera tygåtgången.

Ett sextiotal företag utnyttjar hela eller delar av de tilllämpningar som beskrivits ovan. de flesta via servicebyrå eftersom systemen kräver omfat- tande investeringar.

13.2.4. Sågverk

Den tekniska utvecklingen i sågverken under 1960- och 1970- talen har främst inneburit att driften mekaniserats och automatiserats. Datorstöd utnyttjas huvudsakligen i avgränsade tillämpningar exempelvis:

Timmersortering och -hantering. Vid inmätningen, som utgör underlag för Skogsägarens debitering av sågverket. mäts vanligen längd, bredd. avsmalning o s v automatiskt för varje stock. Likaså kan sortering av timret efter sågningsklass samt transporter styras automatiskt. Postningen. Bestämningen av hur en viss stock bäst bör sågas har stor betydelse för utbytet. Systemen ger vanligtvis förslag till postning för bästa volymmässiga eller ekonomiska utbyte. Kantningen. Vid sågningen får man sidobräder där den sneda kanten måste fräsas eller sågas bort i ytterligare en bearbetning. För kantningen finns flera automatiska system utvecklade som mäter brädorna och beräknar hur kantningen skall göras för bästa utbyte. I vissa system görs även kvalitetsbedömningar med hjälp av datorbaserad bildbehandlings- utrustning. Genom att även inläggning och inriktning automatiserats i dessa system kan de betraktas som den mest avancerade form av datorstöd som tillämpas i svenska sågverk för närvarande.

De övergripande datorsystem som finns installerade omfattar idag huvud- sakligen administrativa funktioner. Ett stort problem när det gäller system inriktade mot produktionskontroll och produktionsstyrning är svårigheterna att till rimliga kostnader förse systemen med relevanta data om produktions- förloppet och produkterna under bearbetning. Till detta bidrar den traditionella produktionsorganisationen vid svenska sågverk där exempelvis de data som genereras vid timmerinmätningen ”försvinner” genom den ostrukturerade timmerlagringen. Metoder för att tillräckligt snabbt och tillförlitligt mäta virkets dimensioner och andra egenskaper i olika bearbet- ningsled saknas för närvarande också.

De tillämpningar av datorstöd som finns idag inom sågverken syftar huvudsakligen till att höja råvaruutbytet. Råvarans andel av de direkta produktionskostnaderna (exklusive kapitalkostnader) uppgår till 70 75 procent. Även sysselsättning. arbetsinnehåll och arbetsmiljö har i hög grad påverkats av de högautomatiserade tillämpningar som införts. Drygt ett 15-tal sågverk har idag installerat kantautomater. Närmare 20 verk kan beräknas tillämpa någon form av datorstöd för postningen.

Den tekniska utvecklingen inom sågverksindustrin domineras av utrust- ningsleverantörerna där flera svenska företag är framstående även interna- tionellt sett. En viktig förutsättning för en ökad spridning av datorstöd inom sågverken är att den produktionstekniska kunskapsnivån i branschen höjs. Huvuddelen av sågverksindustrins satsning på FoU sker inom ramen för den kollektiva forskningen. Från och med halvårsskiftet 1980 har den kollektiva trätekniska forskningen omorganiserats och fått förstärkta resurser.

13.2.5. Massa- och pappersindustrin

Inom massa- och pappersindustrin har datorstödda styrsystem fått en stor spridning. En rad tillämpningar finns för såväl produktionsstyrning som processtyrning. Vid ett par tillfällen har man inventerat de installerade datorstödda styrsystemtillämpningarna i svensk massa- och pappersindustri. Utvecklingen har varit snabb de senaste sex till sju åren. Tillväxten är ca 30 system per år och i början av 1980 torde det sammanlagda antalet installerade system ha uppgått till ca 250. I världen totalt kan antalet system vid samma tidpunkt uppskattas till ca 2 500 med en tillväxt på ca 300 system per år. Paketsystem för styrning av pappersmaskiner dominerar med mer än 1 600 system.

I tabell 13.3 redovisas hur de datorstödda tillämpningarna i Sverige fördelar sig på olika objekt.

Tabell 13.3 Antalet i Sverige installerade styrsystem vid olika tidpunkter fördelat på tillämpningar

aug nov jan

Tillämpningar 74 75 78 Pappers» Pappersmaskin 43 53 80 bruk Rullhantering 3 3 11 Övrigt 4 5 7 Fiberlinje Kokeri 9 15 18 Blekeri 4 4 7 Sliperi 2 3 4 Övrigt 5 5 7 Återvinning Sodapanna 2 2 3 Övrigt 4 4 4 Laboratorier Papper 8 8 11 Övrigt 6 6 8 Produktionsstyrning 3 4 6 Övrigt 7 13 27 Summa 100 125 193

Källa: Svensk Träforskningsinstitutet

System för pappersmaskinstyrning dominerar med ca 40 % av totala antalet system. Sammanlagt svarar tillämpningar i papppersbruk för ca 55 % medan tillämpningar i massabruk inklusive kemikalieåtervinning svarar för ca 25 %. Resterande 20 % motsvaras av företagsövergripande tillämpningar liksom särskilda tillämpningar betingade av energi- och miljöhänsyn m m.

Huvuddelen av tillämpningarna återfinns i de moderna, stora anläggning- arna medan datorstödda styrsystem är sällsynta i tex mindre och äldre massafabriker. Inom ett och samma företag finns därför ofta en stor spridning av styrsystemtillämpningar mellan de olika fabriksenheterna. Beträffande den framtida användningen av avancerade styrsystem görs inom massa- och pappersindustrin den bedömningen att styrsystemtekniken kommer att utgöra ett mycket väsentligt inslag i företagens strävan att öka produktiviteten och den internationella konkurrenskraften.

Centrala motiv för investeringar i avancerade styrsystem är:

— Högre och jämnare produktkvalitet. Praktiskt taget alla tillämpningar syftar på ett eller annat sätt till att hålla produkternas kvalitetsegenskaper konstanta (detta utgör också förutsättningen för råvarubesparing och energibesparing). — Minskad råvaruförbrukning. Vedråvarutillgången utgör i dag ett av de största problemen för svensk skogsindustri. En lägre råvaruförbrukning kräver en produktion med snävare toleranser vilket styrsystemen kan bidra till. Jämnare produktionsbetingelser innebär också råvarubespa- ring. Om spridningen i egenskaper minskar kan man lägga sig närmare "toleransgränsen". Produktionen kan också ske med lägre grad av kassation och mindre materialförluster till den omgivande miljön. Man kan knappast påstå att styrsystem på ett direkt sätt innebär att vedråvaran kan drygas ut. Men genom de indirekta effekterna blir bidragen påtagliga. Betydande direkta vinster av förbättrad styrning kan däremot göras när det gäller förbrukningen av kemikalieråvaror. — Minskad energiförbrukning. Massa- och pappersindustrin svarar för ca 40 % av den totala energiförbrukningen inom industrin. En avsevärd del av behovet täcks genom egenproduktion av ånga och el. Styrsystem kan användas för att övervaka och samordna den fabriksövergripande energiproduktionen och förbrukningen för att tex:

minimera spillenergi (t ex undvika friblåsning av ånga eller utsläpp av varmvatten) D utnyttja billigaste energikälla (t ex undvika stödeldning med olja) 3 upptäcka läckage (t ex öppna ventiler och trasiga rör).

Vidare kan energibesparingar uppnås genom en effektivare styrning av enskilda processteg, främst energitunga sådana som tex flisraffinering. malning av massa samt massatvättning. — Ökat anläggningsutnyttjande, högre tillgänglighet och bättre underhåll. De kapitalintensiva anläggningarnas räntabilitet påverkas i hög grad av kapacitetsutnyttjandet och man brukar därför säga att vinsten ges av "de sista tonnen”. I syfte att effektivisera anläggningsutnyttjandet kommer olika produktionsstyrsystem att få en vidgad spridning. Tillgänglighet och underhåll är självfallet beroende av varandra. Här kan man knappast säga att styrsystem hittills haft någon nämnvärd effekt. men sådana tillämp- ningar är att förvänta — de potentiella vinsterna är avsevärda Tillgäng- ligheten hos de tyngre processenheterna är inte imponerande och driftavbrott betyder stora kostnader. Underhållet kommer att förändras väsentligt genom att processutrustningen förses med datt rbaserade system för övervakning av drifttillstånd. Härigenom kar. ett mer målinriktat underhållsarbete sättas in. System av denna typ kar. ännu inte anses vara i drift inom massa— och pappersindustrin.

Sammanfattningsvis kan konstateras att processtyrningstilllämpningar kom- mer att öka starkt särskilt inom massaframställningsledet ochi den s k kemikalieåtervinningscykeln. Därvid kommer intresset särskilt attriktas mot fabriksövergripande informations- och planeringssystem.

Man kan inte räkna med att styrsystemtillämpningar skal påverka arbetsstyrkan nämnvärt i dagens moderna fabriker. Tvärtom kai sägas att den personella rationaliseringen redan drivits så långt det är möjigt och att

datorbaserade hjälpmedel kan utgöra viktiga förutsättningar för en effektiv produktion med den bemanningsnivå man har i dag.

Endast för den lönekostnadsintensiva laboratorieprovningen kan man vänta att övergång till automatiserade metoder kan leda till personalbespa- ringar. Införande av styrsystem ställer å andra sidan nya personella krav. Således krävs underhållsinsatser för både system och instrument och en allt större insats för kalibrering och funktionskontroll av instrument ute i fabriken.

13.2.6 Kemisk industri inklusive plastvaruindustrin

Den kemiska industrin är mycket heterogen. Inom 5 k kemisk basindustri föreligger avsevärda stordriftsfördelar och företagsstrukturen kännetecknas av få och efter svenska förhållanden stora enheter. I vidareförädlingsledet är företagsstrukturen mera splittrad. Någon fullständig kartläggning av styrsys- temanvändningen inom den kemiska industrin har inte genomförts. Studien ger dock en uppfattning om inom vilka områden datorstödet hittills fått störst omfattning.

Eftersom en stor del av produktförädlingen inom den kemiska industrin utgörs av sekvensiell styrning av processer har sekvensstyrning med PC-system fått stor spridning. De anses allmänt innebära bättre driftsäkerhet och tillgänglighet jämfört med traditionella analoga system.

Vidare utnyttjar de större företagen inom den kemiska basindustrin allmänt datorbaserade system för uppföljning och övervakning av driften. Dessa kan bland annat innebära:

bättre översikt över processerna, särskilt när det gäller larm — bättre analysstöd genom beräkningsrutiner för tidsserieanalys m m — förbättrad och mindre kostnadskrävande rapportering

— personalbesparingar.

Antalet system för direkt processreglering, där manuell styrning automati- serats i någon större omfattning, är ännu så länge begränsat. Flera av de större företagen utnyttjar datorstöd i laboratoriearbetet och vid provtagning i tillverkningen.

Inom färgindustrin finns i dag system för recept- och kulörkontroll och automatiserad dosering. Det senare gäller enbart produkter som tillverkasi stora volymer. Några system för direkt processreglering finns för närvarande inte.

Ett flertal system för styrning och kontroll av laborativa processer finns inom läkemedelsindustrin.

Inom kemisk-teknisk industri utnyttjas datorstöd främst i avgränsade tillämpningar som styrning av fyllningsmaskiner och automatisk dosering. Minskad råvaruförbrukning och förbättring av arbetsmiljön är viktiga motiv.

De installationer av styrsystem som för närvarande finns inom den plastbearbetande industrin är huvudsakligeninriktade mot några av följande tillverkningsprocesser: '

formsprutning strängsprutning

— kalandrering (valsning) och laminering.

Systemen för styrning av form- och strängsprutning syftar främst till att minska materialåtgången och höja kvaliteten. Man vinner också i snabbhet vid verktygsbyten.

Den centrala funktionen vid kalandrering och laminering är mätning och styrning av tjockleken på filmen eller folien. Styrsystem syftar alltså huvudsakligen mot att uppnå en jämnare produktkvalitet och därmed bättre råvaruutbyte.

Enligt uppgift från branschorganisationshåll finns det idag få mera omfattande datoriserade system för produktionsövervakning inom den plastbearbetande industrin. I några företag utnyttjas industrirobotar för att transportera formar och plocka ut de färdiga detaljerna vid formsprut— ning.

13.2.7 Järn-, stål- och metallverk

Inom järn-, stål- och metallverk finns idag ett 70-tal styrsystem installerade motsvarande en investering på ca 100 Mkr i löpande penningvärde. Ett 40-tal system planeras eller befinner sig under utveckling. Investeringsbehovet för dessa uppskattas till mer än 100 Mkr. I princip alla anläggningar med någon form av avancerad styrsystemtillämpning har kontaktas vid studiens genom- förande vilket innebär sammanlagt ett 30-tal av totalt ca 35 anläggningar. Användningen av styrsystem fördelad på olika slag av järn- och stålverk samt metallverk framgår av tabell 13.4.

Tabell 13.4 Antal installerade respektive planerade styrsystem inom järn-, stål- och metallverk Delbransch Installerade Planerade styrsystem styrsystem Handelsstålverk 25 18 Specialstålverk 34 18 Metallverk 9 5 Summa 68 41

Källa: Teleplan

Styrsystemens fördelning på tillämpningar inom järn- och stålindustrin redovisas i tabell 13.5.

Den vanligaste och mest spridda styrsystemtillämpningen är chargekor- rektionsberäkning d v s analys och beräkning av vilka ämnen och legeringar som skall tillsättas smältan för att önskad stålkvalitet skall uppnås. Den sker för specialstålverk i samband med stålanalysen medan den för handelsstål- verk kan vara integrerad i styrning av LD-ugnar. Utvecklingen går mot system som förutom chargekorrektion även svarar för administration och statistisk bearbetning av laboratoriedata.

För metallverk fördelar sig styrsystemen på tillämpningar enligt redovis- ningen i tabell 13.6.

Tabell 13.5 Antalet installerade respektive planerade styrsystem inom järn- och stålverk fördelat på tillämpningar

Tillämpning Installerade Planerade styrsystem styrsystem Chargekorrektionsberäkning 9 2 Styrning av valsverk (storskruv- 4 1 inställning och stickschema- beräkning) Styrning av stränggjutningsan- 1 5 läggning Styrning av ugnar (värmebehand- 9 10 lingsugnar och ämnesugnar) Varvtals- och hastighetsreglering 4 i fin-, tråd- och bandvalsverk Material- och produktionsstyrsy- 8 5 stem Styrning av elektrostålugnar 2 2 Styrning av LD-ugnar 3 Styrning av maskiner och behand- 12 6 lingslinjer (saxar, kranar, kap- maskiner, galvaniseringslinjer, betlinje och klipplinje) Övrigt som tex styrning av pann- 7 5 central och kylsträckor, beskick- ningsberäkning, logg, vägnings- system och klimatstyrning Summa 59 36

Källa: Teleplan

Tabell 13.6 Antalet installerade respektive planerade styrsystem inom metallverk fördelat på tillämpningar

Tillämpning

Styrning av ugnar Vägnings— och chargeringssystem

Chargekorrektionsberäkningar Kontrollrumssystem

Övrigt som material- och produk- tionsstyrning. maskin- och effekt- styrning

Summa

Installerade Planerade styrsystem styrsystem 1 2 5 2 1

3

Källa: Teleplan

Dominerande tillämpning är styrning av ugnar och vägnings- och chargeringssystem. I och med de stigande energipriserna har ugnsstyrning blivit alltmer aktuellt.

När det gäller spridningen av installerade styrsystem kan två grupper av företag urskiljas. Den ena gruppen omfattar ett relativt stort antal företag som saknar eller endast har något enstaka system. Dessa företag har i regel

ett begränsat kunnande och ringa erfarenhet på området. De är därför hänvisade till mer eller mindre nyckelfärdiga paketsystem. Den andra gruppen företag har ett stort antal system (fem eller fler) och ofta processdatorkunnig personal för egen utveckling. De kan därför driva styrsystemprojekt i egen regi.

Om även planerade system inkluderas blir storleksrelationen mellan de båda grupperna betydligt jämnare.

Utvärderingarna av effekterna av installerade styrsystem är relativt få. Detta beror bl a på att orsakssambanden är svåra att klarlägga. Ofta införs styrsystem i samband med ombyggnad eller modernisering av existerande anläggningar. Att investeringar i styrsystem kan vara mycket lönsamma visas av att återbetalningstiden för en installation ofta är under två år. Exempel finns på tider ner till några månader.

Avancerade styrsystem leder i många fall till en förbättrad produktkvalitet. Denna är dock ofta svår att kvantifiera men är mycket viktig från konkurrenssynpunkt. Bland system där en förbättrad produktkvalitet är den viktigaste effekten kan nämnas:

chargekorrektionsberäkningar och chargeringssystem styrning av valsverk -— maskinstyrningar styrning av LD-ugnar produktionsstyrning.

I många system kan man också åstadkomma en minskning av råvaru- och energiförbrukningen. Det är också huvudmotiv i system för styrning av:

ugnar behandlingslinjer (galvaniserings- och betlinjer) — stora maskiner.

".

Styrsystem har även resulterat i ökad produktivitet genom minskat personal- behov eller genom att befintlig personal kunnat klara fler arbetsuppgifter tack vare att de har fått bättre hjälpmedel. Detta gäller exempelvis för produktionsstyrnings- och kontrollrumssystem där man kan presentera stora informationsmängder på ett överskådligt sätt, göra konsekvensberäkningar m rn. Ökad produktivitet kan också åstadkommas genom ett bättre utnyttjande av produktionsresurserna via kortare behandlingstider, bättre planering, produktion med begränsad bemanning o s v. Många system har också inneburit miljöförbättringar för personalen. Det är dock endast i ett fåtal fall som detta är huvudmotivet för systeminvesteringarna.

Motivet för Styrsysteminvesteringar utgöri de flesta fall en kombination av ovan uppräknade faktorer.

Avslutningsvis skall nämnas något om styrsystemens roll i de nya järnframställningsprocesserna. För närvarande pågår i Sverige utveckling av tre alternativa nya processer för järnframställning. Gemensamt för dessa processer är att de fordrar liten eller ingen mängd koks. De utgör också slutna system och är därigenom miljövänliga.

Från processtyrningssynpunkt kan följande sägas om de tre processer- na:

Elred, som utvecklas av ASEA och Stora Kopparberg, är en relativt lättstyrd process. Experimentanläggningar styrs manuellt. I ett fullskalesy- stem blir det aktuellt med datorstöd för produktions- och materialstyrning. För styrning av gasflöden, tryck m m räknar man med att använda konventionell reglerutrustning.

Inred, som utvecklas av Boliden Kemi, fordrar för processen ett datorsystem för beräkning av energi- och massbalanser. Det är främst kolbalansen som skall styras och övervakas. Bearbetning och presentation sker i form av mass- och energibalanser.

Plasmasmältreduktion, som utvecklas av SKF-Steel. kommer att använda ett datorsystem för styrning och övervakning med hjälp av bl a processmo- deller. Mätning sker av flöden. tryck, temperatur och koloxidhalt. Gastill- verkningen styrs med avseende på temperatur. koloxidhalt och flöden.

13.2.8 Elkraftindustrin

Elkraftindustrin och massa— och pappersindustrin är de branscher i Sverige som har de mest omfattande investeringarna i styrsystem. Systemen inom elkraftindustrin används för att övervaka och styra:

— produktionen (t ex övervakning och reglering av vattenkraftverk) — överföringen (t ex övervakning av överföringen från Norrland samt till- och frånkopplingar i kraftledningsnätet) distributionen (t ex fjärrkontroll av fördelningsstationer och återupp- byggnad efter störningar).

De huvudsakliga skälen för att införa datorstödda styrsystem inom produk- tion, överföring och distribution av elkraft är att:

reducera behovet av reservkapacitet (spara bränsle och senarelägga investeringar) — höja kvaliteten och tillgängligheten på elkraften — höja verkningsgraden och tillgängligheten hos produktionsenheterna — utnyttja produktionsenheterna i den ordning som ger lägsta produktions- kostnad

åstadkomma personalbesparingar genom att driftövervakningen centra- liseras och rutinuppgifter automatiseras.

Att kvantifiera effekterna i kronor bedöms omöjligt på nuvarande stadium. Lönsamheten för investeringar av detta slag anses dock allmänt mycket god. Ett särdrag hos elkraftindustrin är att elkraftsförsörjningen kräver en planeringshorisont på 10—15 år vilket är en avsevärt längre tid än för övrig industri. För större styr- och övervakningssystem önskas livslängder översti- gande 15 år. Projekteringstider på 6—8 år är inte ovanliga för dessa system. Tidsperspektiven ställer speciella krav på planerande och policyskapande instanser. Särskilt viktigt är att säkerställa möjligheter att underhålla och bygga ut systemen.

13.3 Iakttagelser och slutsatser beträffande användningen

13.3.1 Spridningen av datorstödda styrsystem

Den produktionstekniska utvecklingen mot mer flödesorienterad drift och ökad kapitalintensitet ökar kraven på effektiv styrning och påskyndar därigenom spridningen av avancerade styrsystemtillämpningar. Systemen har också ett mera direkt samband med den övriga anläggningsutrustningen. Införande av nya styrsystem är nämligen ofta förknippat med investeringar i annan produktionsutrustning i samband med ny- eller ombyggnad av anläggningar. Detta beror på att mer avancerad styrning i många fall inte kan tillämpas på gammal utrustning.

Sambanden mellan system och anläggningsutrustning medför att använd- ningen av mer avancerade styrsystemtillämpningar också sammanhänger med investeringsutvecklingen istort i respektive bransch. Denna beror i sin tur på bla faktisk och förväntad lönsamhet i branschen, produktionsvoly- mens utveckling, kapacitetsutnyttjandet m m. Ökande produktionsvolym och expansion underlättar generellt sett teknikspridning. Branschstudierna har dock visat att spridningen av ny produktionsteknik sker både i branscher med kapacitetsutbyggnader och i branscher med stagnerande produktions- utveckling. En viktig orsak till det senare är att koncentrerad ågarstruktur möjliggör koncentration och specialisering genom omfördelning av produk- tionen mellan anläggningarna.

Den viktigaste faktorn för att förklara spridningen av olika styrsystem- tillämpningar är dock kunskapsnivån och den tekniska kompetensen i respektive bransch. En systeminstallation förutsätter en omfattande kun- skapsuppbyggnad och kunskapssamverkan som kan vara svår att köpa utifrån och som tar lång tid och mycket resurser att mobilisera internt i användarföretagen. Det gäller dels kunskap om vilka tillämpningar som är tekniskt och ekonomiskt tillgängliga, dels vilka krav på nya kunskaper som införandet och användningen av datorstödda produktions- och processtyr- system ställer. Kraven på kompetens hos användarföretagen i olika skeden av systemutvecklingen och användningen behandlas i kapitel 14 Förutsätt- ningar för utveckling, installation och förvaltning av styrsystem.

Inriktningen hos leverantörerna av styrsystem förklarar också till en del skillnaderna i systemutnyttjande mellan olika användarbranscher. Tillgång till paketsystem sänker exempelvis kraven på kompetens hos användar— företagen och påskyndar således spridningen av datorstödet. Utbudet av paketsystem i sin tur sammanhänger med leverantörernas intresse för respektive bransch. Mindre branscher med bred produktionsteknik och därmed små försäljningspotentialer har sämre möjligheter att få en mot branschen inriktad utveckling och anpassning till stånd. I många branscher exempelvis mejeriindustrin och sågverksindustrin domineras utvecklingen av nya tillämpningar av leverantörsföretag.

Många iakttagelser och erfarenheter som redovisas i denna studie har bedömare inom massa- och pappersindustrin bidragit med. I denna bransch finns många olika tillämpningar, en bred spridning och en lång erfarenhet av användningen av datorstödda styrsystem. Inte bara företagsledningarna utan också personalföreträdare ser, såvitt kommittén erfarit, positivt på an-

vändningen av datorstöd i produktionen. Anledningen till den omfattande spridningen och de positiva erfarenheterna förklaras av en hög teknisk nivå i branschen, systemens goda lönsamhet samt att man har en i jämförelse med många andra branscher hög grad av erfarenhetsutbyte mellan företagen. Massa- och pappersindustrin satsar också på kollektiv forskning med inriktning på bland annat styrsystemtillämpningar vilket påverkat utveck- lingen. Viljan till erfarenhetsutbyte förklaras enligt branschföreträdare av att massa- och pappersindustrin i så stor utsträckning är exportorienterad. Man upplever sig i första hand konkurrera med utländska företag och inte med svenska. Förutom det stora utlandsberoendet torde också branschtradition och en rad andra skäl spela in. Det öppna erfarenhetsutbytet och den kollek- _tiva forskningen torde ha medfört att många misstag och an- passningsproblem, som en oerfaren styrsystemanvändare annars lätt råkar ut för, kunnat undvikas.

Branschstudierna visar att erfarenhetsutbytet i massa- och pappersindu- strin har få eller inga motsvarigheter i andra branscher. I stället sker huvuddelen av erfarenhetsspridningen genom utrustningsleverantörer och konsultföretag. Självklart är detta i många fall den naturliga situationen mellan företag som konkurrerar med varandra och där produktionsteknik och anläggningsadministration utgör viktiga konkurrensmedel. Enligt kom- mitténs åsikt finns det dock utrymme för ett vidgat erfarenhetsutbyte mellan användarföretag både inom och mellan de olika användarbranscherna. Det sistnämnda skall bl a ses mot bakgrund av att många erfarenheter om styrsystemen är generellt giltiga oavsett tillämpning eller bransch.

13.3.2 Datorstödets effekter för sysselsättning och arbetsinnehåll i den direkta produktionen

De system som här studerats inriktas huvudsakligen mot effektivare utnyttjande av kapital (såväl anläggningskapitalet som kapital bundet i råvaror och material) och råvaror. Detta förklaras bland annat av att kostnadsandelen för löner vanligen är låg i de produktionsavsnitt där systemen tillämpas. Detta innebär dock inte att användningen av datorstöd- da styrsystem alltid saknar betydelse för sysselsättningen. I branschstudierna har också givits exempel på tillämpningar där personalbesparingar utgjort det huvudsakliga motivet för införandet. Det gäller både process- och produktionsstyrsystem. I allmänhet har dock de studerade systemen små direkta effekter på sysselsättningen i antal arbetstillfällen räknat i den direkta produktionen. Sysselsättningsutvecklingen där avgörs i stället mera av företagens allmänna konkurrenskraft och utveckling. Iden mån avancerade styrsystemtillämpningar stärker företagens konkurrenskraft bidrar de såle- des indirekt till att trygga och eventuellt öka sysselsättningen.

Även om de kvantitativa sysselsättningseffekterna i allmänhet är av ringa omfattning är systemens effekter på arbetsinnehåll och ibland också arbetsmiljö i den direkta produktionen ofta genomgripande. Förändringar och omställningar berör en rad olika befattningshavare och kategorier av anställda.

De största förändringarna när det gäller den fysiska arbetsmiljön inträffari allmänhet då produktionsövervakningen centraliseras till särskilda kontroll—

rum. I de traditionella processindustrierna som massa- och pappers- samt järn- och stålindustrin. skedde denna övergång redan innan datorstöd började utnyttjas i styrsystemen. I andra branscher. exempelvis mejeriindu- strin. kan införandet av datorstöd och centraliseringen av produktionsöver- vakningen inträffa samtidigt. En övergång till övervakning från centrala kontrollrum innebär dock inte någon förändring i arbetsmiljön för den växande kategorin underhållspersonal. Dessa måste även fortsättningsvis vistas i en miljö som kanske tvärtom blivit sämre jämfört med tidigare och där incitamenten för förbättringar minskat därför att en del av driftpersonalen försvunnit. Arbetsmiljön för underhållspersonal är ett viktigt problem som kräver ökad uppmärksamhet.

En generell effekt av datorstöd är att kraven ökar på driftpersonalen att arbeta enligt fastställda rutiner vilket påverkar såväl den psykiska arbetsmil- jön som arbetsinnehållet. För att de datorbaserade rutinerna skall fungera krävs att de manuella rutinerna och de datorbaserade rutinerna samverkar och verkställs på ett förutbestämt och väldefinierat sätt. Detta ställer krav på personalens rapporteringsdiciplin och minskar ofta möjligheterna att tillgri- pa mer tillfälliga lösningar som kanske kunde tillgripas vid tidigare manuella rutiner. Systemen kan således innebära att de anställda styrs i större utsträckning än tidigare samtidigt som möjligheterna att kontrollera och mäta de anställdas prestationer ökar vid vissa tillämpningar.

Vid införande av styrsystem ändras ofta arbetsorganisationen och nya befattningar inrättas. Några vanliga exempel på detta är:

3 Införandet av fabriksomfattande produktionsstyrsystem motiverar ofta att befattningar som skiftgående planerare inrättas med ansvar att samordna driften mellan olika produktionsled. Underhålls/instrumentavdelningarna inom processindustrin får ny utrust- ning att underhålla vilket ställer krav på nya kunskaper och ibland förändrad organisation. Den löpande kontrollen av givare har blivit ett viktigt inslag i underhålls- arbetet. Vissa arbetsuppgifter. t ex kalibrering och funktionskontroll som tidigare sköttes i driftslaboratorier, flyttas nu ut i anläggningen i den takt som laboratorieanalyser ersätts av givare i produktionen. Kraven på hög tillgänglighet medför att inställelsetiden för service- och underhållspersonal måste vara mycket kort. Användarföretagen (i varje fall de större) har därför i allt högre grad övertagit det löpande underhållet och åtgärdandet av fel. Det gäller särskilt de perifera enheter som är anslutna till datorn.

Det är dock inte möjligt att generalisera om datorstödets effekter på arbetsinnehållet. Effekterna är bl a beroende av:

Utgångsläget innan datorstödet började användas. Datorstödet kan införas vid genomgripande förändringar av hela produktions- och arbetsorganisationen (t ex vid övergång från satsvis till flödesorienterad produktion eller från lokal övervakning till övervakning i centrala kontrollrum) eller endast som ett kompletterande hjälpmedel utan orga- nisationsförändringar.

— Vilka funktioner datorstödet används till och ambitionsnivån för automa-

tiseringen. d v s i vilken utsträckning manuella rutiner ersätts med datorbaserade.

Hur man valt att organisera arbetet. utforma de manuella rutinerna och fördela de manuella rutinerna mellan olika befattningar. Arbetet kan t ex organiseras med olika grad av specialisering eller rotationstjänstgöring etc.

Den fortsatta framställningen redovisar olika slag av förändringar i arbetsinnehållet för vissa befattningar i den direkta produktionen som belysts i branschstudierna. Mot bakgrund av ovan nämnda svårigheter beträffande generaliseringar bör de inte ses som generellt giltiga för alla branscher och tillämpningar utan som exempel på förändringar som kan inträffa under olika omständigheter.

En form av datorstöd som har begränsad effekt för arbetsinnehållet och de manuella rutinerna är när datateknik och elektronik ersätter äldre styrteknik i utrustningar eller i avgränsade tillämpningar exempelvis mätgivare. analysutrustningar, regulatorer m m. Denna förändring medför förändrade krav främst på underhållspersonalens kunskaper.

Andra former av datorstöd som i ökande utsträckning påverkar de manuella rutinerna är när stödet används för att:

insamla, överföra, bearbeta och presentera information om produktionen och bearbetningsprocessen i syfte att ge uppföljningsinformation samt underlag för personalens bedömningar och åtgärder. Datorstödet ger information som tidigare inte fanns tillgänglig eller ersätter manuella ruti- ner för uppföljning och informationsammanställning. automatisera styrningen av produktionen och bearbetningsprocessen genom att ersätta tidigare manuella bedömningar eller manuellt verk- ställda styrfunktioner.

I branschstudierna har exempel givits på hur datorstöd kan ge underlag för beslutsfattandet vid olika typer av styrning. Den första typen av datorstöd ovan tjänar främst till att förbättra det mänskliga beslutsfattandet genom att ge driftpersonalen tillgång till bättre och mer lättillgänglig information. Genom exempelvis olika former av interaktiva system kan operatören själv styra vilken information han vill ha. Det kan t ex gälla val av produktionsled eller del av produktionsled, val av processparametrar som skall redovisas och tidshorisonten för uppföljningsinformationen. Dessa system medför normalt inte att arbetsinnehållet utarmas, utan snarare att arbetsinnehållet utvid- gas.

Vid automatiserad styrning finns det två funktioner som av olika anledningar ofta inte kan automatiseras till rimliga kostnader. För det första kan det vara fråga om olika typer av rimlighetsbedömningar av en sådan natur att de inte går att handha i en datorbaserad rutin. Det kan avse olika be- dömningar av processamband och processtatus. t ex för att kontrollera tillförlitligheten i värdena från olika givare. För det andra kan olika typer av mekaniskt betingade störningar uppstå i processerna där det helt enkelt inte finns möjlighet att i ett automatiserat system mäta av och korrigera det inträffade. Som exempel kan nämnas att produkter kan fastna på transport- banor eller att deg kan fastna på en våg vid automatiserad vägning.

Det finns således både ekonomiska och tekniska hinder för helt automatiserade styrsystem. Kraven på övervakning gör att man under alla omständigheter måste ha en viss bemanning. Vid en långtgående automati- sering kan de kvarvarande manuella rutinerna ibland vara osammanhäng- ande eller av andra skäl svåra att foga samman till befattningar med ett rimligt arbetsinnehåll. I ””värsta" fall kan detta leda till att driftpersonalen får göra det arbete som ”blir över” enligt filosofin ”Den där funktionen lönar sig inte att automatisera. Eftersom vi ändå måste ha en person kvar som övervakar kan han/hon lika gärna utföra den som någonting annat".

Den yttersta konsekvensen av ovanstående är tillskapandet av arbetsupp- gifter för att hålla operatörens aktivitet på en sådan nivå att han tillräckligt snabbt kan fatta korrekta beslut när hans insats verkligen behövs. tex vid störningar. I den första fallstudien i bilaga 4 beskrivs ett styrsystem som inte tar hänsyn till operatörens åtgärder (i detta fall en valsare) annat än vid stör- ningar eller då operatören lyckas valsa bättre än systemet. Det sistnämnda kan i allmänhet endast en yrkesskicklig valsare klara. Avsikten är ändå att valsningen skall skötas på traditionellt sätt just för att operatören skall ha en psykisk beredskap att ingripa vid störningar.

Många befattningar i anslutning till styrsystem med till stora delar automatiserad styrning har hittills fått ett ökat inslag av övervakning och enformighet. Det kommer också in stressmoment eftersom i det enformiga övervakningsarbetet finns krav på plötslig aktivitet och snabbt beslutsfattan- de.

I dagens system får operatörerna inte alltid en direkt återföring av resultaten av de egna styringreppen utan analyserna görs istället av exempelvis produktionsledningen. Det finns dock under senare är exempel på projektansatser där man sökt utforma styrsystemen i anläggningarna så att resultatet av styråtgärderna snabbt återförs till operatören. Syftet är bland annat att skapa större stimulans för operatörerna samt bättre möjligheter för dessa att öka sin yrkesskicklighet.

Samtidigt som kraven på yrkeskunskap minskat för vissa befattningari den direkta driften med den inriktning utformningen av systemen hittills haft. har kraven på andra personalkategorier ökat. Det gäller dels systemutvecklarna. dels underhållspersonalen.

Denna process. där kunskap förskjuts mellan olika kategorier anställda och där äldre kunskaper ersätts av nya. har betydelse på flera plan. Utvecklingen visar att i vissa befattningar. främst i den direkta produktionen, ställs lägre krav på yrkeskunskap. Flera exempel på detta kan ges från studien av livsmedelsindustrins olika delbranscher. Enligt uppgift från ett företag i bageribranschen klarar man under somrarna stora delar av driften med hjälp av skolungdomar som utbildats några veckor istället för med utbildade bagare. Direkta effekter av de minskade kraven på yrkeskunskap är främst mindre stimulans och ökad monotoni. Indirekt kan en sådan utveckling på längre sikt leda till rekryteringssvårigheter.

Enligt flera bedömare har sågverksindustrin råkat in i vad man skulle kunna kalla en ”ond cirkel" av rekryteringssvårigheter som sammanhänger med den ökade automatiseringen. Sågverken har traditionellt haft en stabil kår av yrkeskunnig personal. På senare år har dock personalomsättningen ökat. De i praktiken sänkta kraven på yrkeskunnande leder till att

nyanställda inte lär sig arbetet på samma sätt som tidigare. Inför en situation av rekryteringssvårigheter och lägre kunnande hos personalen söker sågverken automatisera ytterligare för att frigöra sig från beroendet av yrkeskunnig arbetskraft. Därigenom ökar rekryteringssvårigheterna igen 0 s v.

Det förefaller i många branscher finnas ett behov av att man inom företagen utarbetar en mer långsiktig strategi för att möta problem av detta slag. Detta pekar åter igen på det väsentliga i att man i samband med systemutformningen noga överväger och söker balansera automatiserade och manuella rutiner så att systemet som helhet fungerar på ett i vid mening effektivt sätt. Detta förutsätter bl a att personalen trivs och känner sig engagerad i sina arbetsuppgifter. Det är således t ex inte alls givet att det som kan automatiseras alltid bör automatiseras.

13.3.3 Datorstödets roll i strukturutvecklingen

I det föregående har beskrivits hur alltmer storskalig och kapitalintensiv produktionsteknik ökar kraven på en effektiv styrning av anläggnings- och råvaruutnyttjande. Enligt detta synsätt har datorstödet i styrsystemen en relativt underordnad roll i strukturomvandlingen i den meningen att de en- dast effektiviserar och i viss mån underlättar en process som främst motiveras av andra tekniska och ekonomiska faktorer. Exempel på industrier där mekanisering och automatisering föregått ett eventuellt datorstöd i produk- tionsstyrningen är de branscher som traditionellt betraktas som processindu- strier exempelvis massa- och pappersindustrin samt järn- och stålindu- strin.

I vissa branscher är en mer avancerad styrning och användning av datorstöd en förutsättning för att ny och mer avancerad produktionsteknik skall kunna tillämpas. Kraven på snabbhet och den mängd information som måste insamlas. bearbetas och redovisas kan vara så stor att datorstöd måste utnyttjas för att styra produktionen. Datorstödda styrsystem ingår också ibland som en integrerad del av den maskinella utrustningen. Inom exempelvis massa- och pappersindustrin finns många processled där dator- stöd är helt nödvändigt för att en effektiv drift skall uppnås.

De senaste åren har det skett en utveckling mot allt billigare datorutrust- ningar av typ mini- och mikrodatorer. PC-system o s v. Denna utveckling skapar förutsättningar för att även mindre anläggningar skall kunna använda mer avancerade styrtillämpningar. På grund av de kunskapströsklar som finns här en sådan utveckling ännu inte kommit igång i någon större om- fattning.

Även om kostnaden för utrustningen är överkomlig kan kunskaperna för dess tillämpning vara svåröverkomliga. Det förefaller därför som om de sjunkande maskinvarukostnaderna hittills främst medfört att man inom företag med stora anläggningar och egen kompetens använder datorstöd för allt fler avgränsade. mindre tillämpningar. En höjd kunskapsnivå inom företagen eller ytterligare sänkta kunskapströsklar genom lättare anpassbara tillämpningar krävs således för att en vidgad spridning skall ske till mindre anläggningar.

. . . . ll ||| . . . . I||II H I tl "" . I , .! ”j . lI ||| ! I . . . .|'|" .. HI '. |||I ' l l .. ! ll . | . ..I'.l-— ., .t' |' ' H I . . . l IM ll IIHIII " . . . . . . tl .

til

,.,....=., _ut" ' får, -_| Tfl :

1.1(3 .. EHi

in?” ' ut

jlilå'

14. Utveckling, installation och förvaltning av styrsystem

14.1. Förutsättningar för utveckling och installation av styrsystem

Förutsättningarna för processindustrierna att använda styrsystem förändras fortlöpande. Produktionstekniken utvecklas liksom de utrustningar och programvaror som kan användas i styrsystemen. Detta påverkar bl a den interna organisationen, uppgifterna och rutinerna i olika processindustrian- läggningar. vilket i sin tur ger nya förutsättningar för styrningen och styrsystemen.

Eftersom styrsystem berör så många kunskapsområden och yrkeskatego- rier är kraven på samordning och kommunikation höga och ofta svåra att tillgodose vid utveckling och användning av styrsystem. Utvecklingen av utrustningar och programvaror till styrsystem går snabbt och redan gjorda Styrsysteminvesteringar medför vissa låsningar. Detta leder ofta till olika anpassningsproblem för användarföretagen. En del av dessa anpassnings- problem är gemensamma för processindustrierna oavsett bransch och berör i stor utsträckning förutsättningarna för den fortsatta utvecklingen av anläggningarna och deras styrsystem. En del andra problem finns också ”inbyggda” i systemutvecklingsprocessen.

Ett användarföretag som gör en styrsysteminvestering måste beakta en rad frågor under systemutvecklingsprocessen och när systemet installeras förändras driftmiljön på olika sätt. Erfarna styrsystemanvändare har insikt i dessa frågor och kan därför bedriva systemutvecklingen på ett planerat sätt och förutse flertalet av de effekter som styrsystemet ger på driftmiljön. För mindre erfarna användarföretag kan en styrsysteminvestering däremot ibland leda till stora problem.

I detta avsnitt ges exempel på olika frågor som ofta är aktuella vid utveckling, installation och förvaltning av styrsystem. Avsnittet syftar också till att något orientera om arbetsgången och kraven på kunskaper och förutseende i systemutvecklingsprocessen. Eftersom det finns ett mycket stort antal frågor som kan vara aktuella vid investeringar i styrsystem och sambanden mellan frågorna ofta är komplicerade är avsnittet inte heltäck- ande. Mot bakgrund av den fortsatta spridningen av styrsystem och det behov av insikt detta skapar hos olika intressenter har avsnittet dock gjorts mer omfattande än vad som enbart motiveras av kravet på underlag för DEK”s slutsatser och åtgärdsförslag.

14.1.1. Allmänna förutsättningar för systemutvecklingsprocessen, leverantörsberoendet m m

Ett styrsystem är ett kunskapskapital

En styrsysteminvestering är för ett användarföretag i allt väsentligt en investering i ett kunskapskapital. Detta kunskapskapital rör flera områden som exempelvis processer. produkter, anläggningsadministration. mekanik och datateknik. Styrsystemet och det kunskapskapital det representerar är ofta en viktig bas för verksamhetens fortsatta utveckling. Därför är det väsentligt att användarföretaget har en vid och långsiktig syn på investeringar i styrsystem där uppbyggnaden av kunskapskapitalet och dess förvaltning är viktiga inslag.

Under utvecklingen av ett system byggs kunskapskapitalet upp genom att olika krav på systemet specificeras. Sedan undersöks alternativa metoder. tekniker och utrustningar som kan tillgodose kraven och man undersöker också hur det planerade systemet passar in i den övriga verksamheten. Ett alternativ som bedöms uppfylla funktions- och prestandakraven och vara genomförbart väljs. Sedan genomförs systemkonstruktionen och installatio- nen. Det som från början var specificerade krav på systemet, som baserats på organisationens kunskap om verksamheten, har i och med detta stöpts om till ett system bestående av datorprogram, olika utrustningar och rutiner samt kunskaper hos personalen om olika driftavsnitt. Kunskaperna om verksam- heten — kunskapskapitalet — har fått en ny form.

Köps en stor del av systemet av en leverantör och den egna organisationens engagemang i systemutformningen är lågt kan organisationen få svårt att tolka och tillgodogöra sig kunskapskapitalet i dess nya form. Organisationen kan ”bli med system” där man känner till drifthandhavandet man inte riktigt vet hur systemet är uppbyggt och hur det fungerar i övrigt. Med tiden kan det egna systemkunnandet minska allt mer. vilket kan leda till problem särskilt i samband med vidareutvecklingen av systemet i fråga eller vid utvecklingen av ett angränsande system. Leverantören har inte alltid intresse av att ge råd efter leveransen och har heller inte säkert kvar kunskaperna.

Å andra sidan kan ett aktivt användarföretag förbättra kunskapen om sin verksamhet, dels genom de undersökningar som görs vid utvecklingen och i samband med installationen av ett styrsystem. dels genom den ofta omfattande uppföljningsinformation som systemen ger vid den löpande driften. Datorstödet kan således påverka användarföretagets kunskap om sin verksamhet både i positiv och negativ riktning.

Förskjutning av när kunskaper används

En ökad automatisering och ett ökat datorstöd medför också en förskjutning av när i tiden kunskaperna inom ett verksamhetsområde kommer till störst användning och ökar kraven på förutseende. Olika problem i den löpande driften, som tidigare antingen upptäcktes och då åtgärdades manuellt eller som förblev oupptäckta, försöker man nu förutse och förprogrammera lämpliga åtgärder för. Detta ställer omfattande krav på förutseende och samverkan mellan personer som kan processen, anläggningsprojektering, mätteknik, datateknik, mekanik. arbetsorganisationsutformning och ergon-

omi. En sådan kunskapssamverkan är en nödvändig förutsättning för väl fungerande system. Genom att delar av systemet är datorbaserat och att arbetet med att utforma dessa delar tar lång tid måste systemets funktioner och rutiner samt arbetsorganisationen och befattningarna i stort sett läsas i tidiga utvecklingsskeden. Datatillämpningar är ofta komplexa och kräver stora resursinsatser för att utveckla. Att i efterhand korrigera saker man inte tänkt på i utvecklingsarbetet är därför ofta mycket besvärligt. Ett genomfört utvecklingsarbete leder således till omfattande låsningar av olika slag: ekonomiska, tekniska och inte minst psykiska. Man får ett arv som kan vara svårt att hantera. Möjligheterna till senare ändringar, vidareutveckling och påbyggnad av ett system påverkas också av i vilken utsträckning man i den ursprungliga systemkonstruktionen förbereder och bygger in beredskap inför sådana förändringar.

Den kunskapsmängd som behövs under ett systems hela livslängd från de första idéerna till dess systemet tas ur drift, koncentreras således alltmer till skedena före driftstarten, medan kunskapsanvändningen tidigare var mer jämnt fördelad under systemets livslängd. Detta försöker figur 14.1 illustrera (heldragen linje illustrerar kunskapsanvändningen vid ökat datorstöd och den streckade den tidigare kunskapsanvändningen).

Kunskaps- användning

Figur I4.I Förskjutning— en av kunskapsanvänd- ningen.

Installation Källa: DEK.

Förskjutningen av kunskapsanvändningen till tidiga skeden kan också medföra att tex kunskapen om processens sätt att reagera m in allt mer förskjuts från driftpersonalen till andra personalkategorier inom företa- get.

Att utforma effektiva system och öka automatiseringen är som framgått av ovanstående inte alls någon snävt teknisk fråga utan ny— och vidareutveckling av datorstödda styrsystem medför snarare en ändrad metod för kunskaps- användningen inom ett verksamhetsområde som kan sammanfattas i uttrycket ”tänk efter före”. Detta är en principiell skillnad jämfört med den tidigare utvecklingen som är väsentlig för förståelsen av andra problem som tas upp i det följande.

I fortsättningen av detta avsnitt (14.1.1) behandlas allmänna problem i systemutvecklingsprocessen, leverantörsberoendet mm medan de därpå följande avsnitten behandlar olika problem som är aktuella endast vid något eller några av de utvecklingsskeden som ett styrsystem genomgår.

Figur 14.2 Schematisk modell av systemutveck- lingsprocessen.

Källa: DEK.

Omfattning ( + Olika utvecklings- skeden)

SY System-

stem- Förstudie

förvaltning Installation

konstruktion PrOjektermg

Anläggningsplane- ring och krav på övergripande pro- duktionsstyrnmg

Hela an- läggningen

Idéer till st r- systemprole t

Produk- tions- linjer

Planer för utform- ning och styrning av produktionslin- jer "körplaner" Planer för utform- ning och styrning av produktionsled "direkt styrning"

Enskilda produk- tionsled

(— Olika eslut)

_D

Förslag till införande Godkännande för Investerings- vidareutveckling Godkännande för idrifttagande Preliminärt ställ- ningstagande

Olika skeden i systemutvecklingsprocessen

För att ge en referensram till vad systemutvecklingsprocessen omfattar och en orientering om när i tiden olika problem är aktuella, ges här först en kort beskrivning av de olika utvecklingsskedenas innehåll, längd i tiden m m. I figur 14.2 visas en modell som försöker illustrera de olika utvecklingsskedena och besluten i systemutvecklingsprocessen.

Eftersom styrsystemen i en anläggning omfattar olika stora produktions- avsnitt och därigenom har olika karaktär har de särskilts i tre nivåeri figuren. Pilarna mellan nivåerna symboliserar att systemen på en nivå samverkar och påverkas av andra planerade eller befintliga system. Utgångspunkterna för utveckling av styrsystem varierar också beroende på i vilket utvecklingsskede själva anläggningen befinner sig. Dokumentfigurerna längst till vänster symboliserar ”ny anläggning” eller ”större anläggningsmodifiering”. De därpå följande dokumentfigurerna symboliserar en sammanställning av förslag till styrsystemprojekt man önskar genomföra. Den streckade linjen symboliserar att sammanställningen av projektförslag i en befintlig anlägg- ning efterhand fylls på med olika förslag till vidareutveckling av styrsystem. Bland projektförslagen väljs och prioriteras sedan vissa projekt som man går vidare med.

Efter urvalet och prioriteringen startar arbetet med att utveckla systemet. Hur lång tid detta tar är beroende av en mängd faktorer som: systemets omfattning; i vilken utsträckning nödvändiga resurser kan avvaras för projektarbetet; hur stora delar av systemet som köps färdigt respektive hur stor del som utvecklas specifikt för anläggningen i fråga; behovet av kompletterande anläggningsinstallationer; utbildningsbehovets storlek; det planerade systemets samband med övriga system m m.

Efter installationen vidtar systemförvaltningen som omfattar den löpande driften av systemet, det underhåll som behövs för att upprätthålla driften samt den vidareutveckling av systemet som kan aktualiseras.

[ modellen har lagts in flera beslutspunkter som succesivt bestämmer om och hur projektet skall genomföras och hur systemet skall utformas och tas i drift. Bakgrunden till detta är dels att det är många intressenter som behöver få insyn och inflytande över systemet, dels att tillförlitligheten i bedömning- arna av kostnader och nyttan för ett system är låg i ett projekts tidiga skeden och ökar vart efter projektet kommer in i senare utvecklingsskeden. I tidiga skeden penetreras främst vad systemet skall utföra (d v s nyttoorienterade studier) och i mindre utsträckning hur detta skall åstadkommas (d v s kostnadsorienterade studier).

Kalkylering av styrsystem

De kalkyler som upprättas i styrsystemprojekt omfattar normalt följande kostnadsposter:

Pro jektkostnader:

köpta varor och tjänster fram till och med installation eget arbete vid utveckling och installation utbildningskostnader.

Driftkostnader:

— driftkostnader eget underhåll — köpt underhåll.

Kostnadsposterna går vanligtvis lätt att kvantifiera och följa upp. Ofta underskattas dock det egna arbetet i samband med utveckling och installation eftersom det i ett projekts tidigare skeden är svårt att överblicka det arbete som är nödvändigt inför driftstarten. Vidare är det vanligt att man underskattar omfattningen och kunskapskraven på det underhåll som är nödvändigt för att säkerställa systemets tillförlitlighet och tillgänglighet. När sedan dessa resursbehov gör sig gällande kan det vara svårt att få gehör för dem hos företagsledningen.

De planerade intäkterna av systemet rör ofta kvalitativa förbättringar och omfattningen på dem kan vara svåra att tillförlitligt bedöma. Intäktsposterna är därför vanligtvis svårare att kvantifiera och värdera i pengar. Ofta står leverantörerna för räknemodeller, som köparen måste ha kompetens att utvärdera sett till den egna verksamheten och anläggningen. Ofta utnyttjas tidigare installationer i andra anläggningar som referenser. Mycket går här på beslutsfattarens övertygelse och känsla.

Resursinsats och allmänna problem vid systemutveckling

Att genomföra systemutvecklingsprocessen fram till systemförvaltningen är tids- och resurskrävande. I det fall man beslutar att upphandla ett färdigt s k paketsystem som olika leverantörer tillhandahåller tar det vanligen mellan 6 och 18 månader. Rör det sig om större system med mer omfattande anläggningsdata m m är mellan 12 månader och 36 månader vanligt.

Är det fråga om att utveckla en helt ny tillämpning är tider under två är sällsynta och riktigt stora system som då normalt omfattar flera delsysterr som succesivt tas i drift — kan ta upp mot åtta år att utveckla.

Projektkostnaderna (köpta varor och tjänster, eget arbete och utbildnings— kostnader) för styrsystem kan variera inom vida gränser. Projektkostnader- na för ett enkelt styrsystem — tex ett mikrodatorbaserat system för ett avgränsat produktionsled kan uppgå till några hundratusentals kronor medan t ex Vattenfalls system för driftplanering och driftövervakning kosta 140 Mkr. Projektkostnaden för de flesta av de i denna rapport beskrivnz tillämpningarna — som vanligtvis är mini-datorbaserade och omfattar blz några terminaler och bildskärmar — ligger i intervallet 1—15 Mkr.

Systemutveckling är komplicerat på flera sätt och kräver en omfattandt projektadministration för tids- och resursplanering, koordinering, framtag ning av beslutsunderlag m ut. En grundläggande svårighet är att överblicka systemets omfattning. Det förklaras av att det i början av varje projekt är lät att försumma existensen och/eller betydelsen av olika detaljer och dera: samband. Detta gäller särskilt stora system. Under projektarbetets gång få man en allt bättre överblick av systemet och blir varse antalet detaljer ocl deras samband. Detta gör att också projektet ”växer”. Dilemmat fö projektledningen blir då att balansera kraven på att få fram ett system inon vissa tid- och kostnadsramar respektive att få fram ett system som fungera

väl. Att överblickbarheten ökar resulterar vanligtvis i att projektet flera gånger tvingas att avisera förseningar och kostnadsöverskridanden. När överblickbarheten ökar så ökar tillförlitligheten i resursuppskattningarna.

De ökade resurskraven accepteras inte alltid av företagsledning och andra intressenter vilket kan göra att man i projektet mer eller mindre inofficiellt gör ambitionsnivåglidningar och omprioriteringar av olika slag i syfte att försöka hålla tids- och kostnadsramarna. Dessa åtgärder leder lätt till att man i projektet skjuter arbetsuppgifter på framtiden. Det kan t ex röra systemdokumentationen, användarutbildningen, utformningen av reservsys- tem m m. Om denna ”arbetsskuld” kvarstår ända till systemförvaltningen — vilket inte är helt ovanligt är det svårt att rätta till bristerna. Därigenom äventyras systemets effektivitet liksom förutsättningarna för systemunder- håll och vidareutveckling. En annan konsekvens kan bli att man i projektet försöker ta genvägar i arbetet, d v 5 man tar intuitiva ställningstaganden och beslut i stället för arbetsmässigt underbyggda. Exempel på genvägar är vaga kravspecifikationer, lågt användarinflytande, ingen försöksverksamhet, bristande kostnads-/nyttokalkylering, otillräcklig planering och övrig pro- jektadministration. Dessa genvägar innebär ett risktagande eftersom det oftast är beslutsunderlagets kvalitet som drabbas. Detta kan få förödande konsekvenser i senare skeden av systemutvecklingsarbetet och i värsta fall leda till att ”fel" system installeras.

En annan svårighet vid systemutvecklingen är att efter varje utvecklings- skede fattas beslut på basis av det arbetsresultat som då föreligger och detta beslut låser sedan och styr arbetsinriktningen i nästa utvecklingsskede. Ofta ”upptäcks” senare i arbetet att den grad av genomarbetning som uppnåtts i tidigare utvecklingsskeden var otillräcklig, varför det tidigare arbetsresulta- tet måste modifieras. Detta fungerar relativt väl under förutsättning att modifieringarna inte är så omfattande och att systemkonstruktionen inte kommit så långt. I annat fall kan en stor del av de nerlagda projektkostna- derna vara bortkastade.

Den tidigare redovisade modellen över systemutvecklingsprocessen med ett rent sekvensiellt genomförande och beslutsfattande är således mycket förenklad och beskriver inte alla aspekter på hur systemutvecklingsarbetet bedrivs i verkligheten utan mer hur man önskar att det borde bedrivas. Vanligen krävs ett antal återkopplingar till tidigare utvecklingsskeden för att säkerställa att de avvikelser och kvalitativa brister som senare upptäckts tas med i rätt sammanhang i systemutvecklingsprocessen. Antalet gånger det kan bli nödvändigt att gå tillbaka till tidigare behandlade utvecklingsskeden för en Viss prövning eller modifiering beror till stor del på tre faktorer: systemets komplexitet, personalens erfarenheter samt de utvecklingshjälp- medel som tillämpas inom projektet. Behovet av att utnyttja möjligheterna till återkoppling blir således ofta stort i omfattande projekt eller om erfarenheterna att utveckla system är ofullständiga.

Beslutsordningen vid systemutveckling måste således dels ge någorlunda utrymme för de återkopplingar och korrigeringar som normalt behövs, dels anpassas till olika intressenters behov av insyn och inflytande samt beslutsunderlagets tillförlitlighet i olika skeden av systemutvecklingsprocess- en. Detta sker som nämnts lämpligen genom att beslutsstatus för projektet och systemet avgörs succesivt i flera beslutspunkter.

Behovet av att utvärdera utvecklingsarbetet

Eftersom det finns så många svårigheter i systemutvecklingsprocessen — vilket också exemplifieras mer i det följande — kan det synas självklart att man systematiskt följer upp och utvärderar utvecklingsarbetet för att möjliggöra förbättringar av projektgenomförandet och en spridning av erfarenheter inför kommande utvecklingsprojekt. Jämfört med andra verk- samheter med omfattande projekterings- och konstruktionsarbete är det dock förvånansvärt sällan som man följer upp, utvärderar och dokumenterar dessa erfarenheter. Att så är fallet torde enligt DEK's uppfattning förklaras dels av att verksamheten är förhållandevis ung och därför saknar traditioner med uttalade krav på och i viss utsträckning metodik för uppföljning och utvärdering, dels av ett motstånd hos systemutvecklare att göra utvärde- ringsarbetet och få sitt arbete "synat i sömmarna”. I takt med att systeminvesteringarna blir större och får allt större betydelse kommer uppföljnings- och utvärderingsarbetet att bli viktigare. Det ger ju möjlighet att vidareutveckla yrkeskunskaperna och förbättra förutsättningarna för att systemen skall fungera effektivt. Eventuella invändningar mot utvärderings- arbetet borde dessutom minskas av det faktum att de datatillämpningar som systemutvecklarna själva utarbetar förändrar arbetsförhållandena för använ- darna. Tillämpningarna ger också vanligtvis möjligheter att noggrannt följa upp vad användarna gör.

Efter denna beskrivning av systemutvecklingsprocessen, som i stort sett är allmängiltig oavsett datatillämpning, tas i det följande upp problem och förutsättningar som mer specifikt gäller möjligheterna att utveckla styrsy- stemtillämpningar i processindustrin.

Några mer speafika styrsystemproblem

Ett specifikt problem är att styrsystemen måste arbeta med modeller av den process som ska styras. Hur en process fungerar i verkligheten är i många fall ytterligt svårt att formalisera och beskriva i en modell. Processen är dynamisk, ofta komplex och ibland delvis okänd. Modellen av processen blir därför mer eller mindre grovt tillyxad. De mätdata som är relevanta för att bestämma processtatus kan också vara svåra att mäta noggrannt och formalisera så att de kan datorbearbetas. Vidare kan de praktiska möjligheterna att påverka processen vara långsamma eller oprecisa.

Ofta begränsas användningen av styrsystem av mätdataproblem. Andra begränsande faktorer hänger samman med brist på hjälpmedel för att utveckla, installera och underhålla styrsystem samt de kommunikationspro- blem som uppstår när utrustningar från olika leverantörer skall samverka i ett system. Den bristande standardiseringen härvidlag skapar i längden stora problem för systemanvändarna.

Ett annat problemområde rör kommunikationen mellan styrsystemen och användarpersonalen. Processinformationen måste delas upp logiskt, grup- peras och presenteras i lämpliga portioner för att vara effektiv. För att innebörden av informationen skall kunna förstås måste användaren också förstå åtminstone i stora drag hur den processmodell och de styralgorit- mer som systemet använder fungerar.

Vidare måste olika ergonomiska och psykosociala krav tillgodoses. Trots att leverantörerna börjat ägna detta område allt större uppmärksamhet samtidigt som den tekniska utvecklingen också medgivit väsentligt förbätt- rade presentations- och kommunikationsmöjligheter är operatörsarbetet många gånger påfrestande. Synergonomiska problem, bundenhet vid terminalerna, stress då något inträffar och däremellan långa perioder av passivitet, isolering från andra anställda och andras arbetsuppgifter är problem som kan uppträda och som kräver fortsatt uppmärksamhet. Dessa problem av framför allt arbetsorganisatorisk natur är påverkbara. Det förutsätter dock att de behandlas i tidiga skeden av planeringen av en anläggning och utvecklingen av dess styrsystem. Senare år möjligheterna till påverkan betydligt mer begränsade.

Förbättrade förutsättningar för att använda styrsystem

På en rad områden medger utvecklingen förbättrade förutsättningar för att använda styrsystem. Exempel är:

högre tillförlitlighet och tillgänglighet hos utrustningen (optoelektronik och i övrigt förbättrade datakommunikationsmöjligheter, högre tillförlit- lighet hos olika utrustningskomponenter, snabbare underhåll med hela modulbyten, bättre möjligheter till lokal databehandling genom mini- och mikrodatorutvecklingen) — nya och förbättrade funktioner (förbättrade mätgivare och analysutrust- ningar med ökat stöd från inbyggda mikrodatorer och annan elektronik, vidareutvecklade processmodeller, exaktare styringrepp) — bättre utvecklingshjälpmedel (systemutvecklingsmodeller, metoder, tek- niker och hjälpmedel för att beskriva, utveckla och installera styrsystem samt förbättrade generella datapresentations- och datakommunikations- system). , — större utbud av olika paketsystem (färdigutvecklade system för vanligt förekommande tillämpningar tex produktionsstyrning, energistyrning, miljöstyrning och system för direkt styrning, bl a processtyrsystem för avgränsade produktionsled i olika branscher).

Utvecklingen på dessa områden är av stor vikt för den fortsatta spridningen av styrsystem. Det är bl a brist på väl kvalificerad personal som kan styrsystemområdet med dagens komplexitet. Förenklingar av arbetet från tillämpningsidé till installerat system kan därför medge en betydligt högre spridningstakt.

Leverantörsberoendet avseende kunskapsutveckling

För utvecklingen och försäljningen inom styrsystemområdet svarar huvud- sakligen större utländska leverantörsföretag. Därför finns det anledning att uppmärksamma det internationella beroendet och leverantörsberoendet på styrsystemområdet.

Leverantörerna av styrsystem kan sägas arbeta efter två utvecklingslinjer för att åstadkomma en snabb spridning av tillämpningar. Den ena utvecklingslinjen är inriktad mot standardiserade styrsystem som köps

”färdiga” paketsystem, den andra mot system med väl utvecklade hjälpme— del för användarföretagen att själva specificera, utforma och programmera sina styrsystemtillämpningar.

Den utvecklingslinje som får störst genomslag kan få stor strategisk betydelse för de användande företagen. Med de olika utvecklingslinjerna sammanhänger nämligen svaren på två väsentliga frågor inför framtiden. Dessa frågor berör dels hur processkunnandet, styrsystemkunnandet, det datatekniska kunnandet m In kommer att fördelas mellan de olika leveran- törerna och de användande företagen, dels möjligheterna att skräddarsy lösningar. Möjligheterna att påverka arbetsorganisation, utformningen av enskilda befattningar, manuella rutiner m m är naturligtvis också större om systemen utformas i egen regi.

Om en övervägande del av tillämpningarna köps färdiga kan det också medföra en risk för att användarföretagens kunskap om sin egen verksamhet efterhand går förlorad till olika leverantörer. På längre sikt kan en sådan utveckling påverka den svenska processindustrins konkurrenskraft. Det är främst utvecklingslinjen mot paketsystem som kan medföra en sådan risk.

Det finns en mängd orsaker till att paketsystem är svårtillgängliga för användarföretagen, bl a kan systemdokumentationen vara svårförståelig. Vidare finns frågor om upphovsmannarätt, avtalsgarantier etc som gör att ”tillträde förbjudet” i praktiken råder för användarföretaget. För vissa typer av system torde detta dock inte ha särskilt stor betydelse för användarföre- taget, förutsatt att:

tillämpningen endast perifert rör kunskapsområden som är centrala för konkurrenskraften (t ex olika stödsystem till användarföretagets primära verksamhet) — användarföretagets funktionskunnande ändå kan upprätthållas (d v s att det finns kunnig personal och dokumentation eller att styrsystemet rör ett avgränsat produktionsled där det räcker med att känna till funktionen och inte i detalj hur funktionerna utformats och utförs) — kraven på vidareutveckling är obefintliga (eller att denna fråga är klart avtalsreglerad) och att systemet med lätthet kan anslutas och samordnas med andra befintliga eller tillkommande system.

I annat fall kan paketsystem ge nackdelar. Den största fördelen med paketsystem som naturligtvis också måste övervägas är att de är ”kontrol- lerbara” beträffande pris, garanterade prestanda och egen insats vid installation. Detta gäller sällan vid utveckling i egen regi. Det är främst mindre företag som torde ha svårt att genomföra utveckling och installation i egen regi och det är framför allt denna företagskategori som kan riskera att få problem med kunskapsutvecklingen vid användningen av styrsystem. Avgörande för hur det går med kunskapsutvecklingen är som tidigare nämnts till största delen beroende av användarföretagets eget agerande, förutseende och beredskap vid utvecklingen och förvaltningen av styrsystem.

Samspelet mellan användarföretag och leverantör behandlas även i avsnitt 15.5.1 Betydelsen av svenska styrsystemleverantörer.

Leverantörsberoendet avseende komponenter och reservdelar

Från kunskapssynpunkt ser DEK inte några större nackdelar i att de utländska leverantörerna svarar för i stort sett all utveckling och försäljning av enskilda utrustningskomponenter. Komponenterna av utländskt ursprung skapar ett beroende beträffande reservdelar och vissa serviceåtgärder, men det torde inte vara särskilt besvärande under normala förhållanden. Däremot blir naturligtvis detta beroende ytterst besvärligt vid allvarligare störningar i det internationella handelsutbytet, vilket sårbarhetskommittén (SÅRK) framhållit i sitt slutbetänkandel. SÅRK har behandlat i vilken utsträckning dataanvändningen i samhället påverkar sårbarheten i olika situationer och vilka verkningar detta kan få.

SÅRK anser sammanfattningsvis att sårbarheten är oacceptabelt hög i dagens genomdatoriserade samhälle och föreslår därför olika åtgärder för att minska sårbarheten.

Mot bakgrund av att sårbarhetsfrågorna nyligen behandlats finner DEK inte anledning att här vidare diskutera dataanvändningen vid onormala förhållanden.

Leverantörsberoendet avseende tekniska låsningar

En annan aspekt på leverantörsberoendet är möjligheterna som systemen ger till utbyggnad samt samordning med andra system.

De genomförda systeminvesteringarna medför tekniska låsningar till datorleverantörerna som i stort sett kan sägas öka i takt med att det sammanlagda värdet på de genomförda systeminvesteringarna ökar. Detta beror bl a på att programmeringsspråken inte är standardiserade samt att tillämpningsprogramvarorna och databaser är datorberoende. Det dator- kunnande som personalen utvecklat är också delvis datorberoende. Vid upphandling av nya system anser därför ofta användarföretaget att det är fördelaktigt om datorn tillhör samma ”datorfamilj” som man redan använder.

För att förbättra överblickbarhet och utbyggbarhet och minska systemens komplexitet efterfrågar användarföretagen mer modulärt uppbyggda sy- stem. Grunddragen i systemen från från flera leverantörer har också under senare år alltmer fått en sådan inriktning. Det finns också flera indikationer som gör det troligt att denna utveckling kommer att fortsätta. Hit hör bl a:

Användarföretagens krav och lärdomar från tidigare generationers system. Det blir allt svårare för en leverantör att sälja systern utan att ha lösningar eller hjälpmedel för samordningen med andra system. Den tekniska utvecklingen som i vissa avseenden kan minska systemens komplexitet (lokal databehandling där den behövs, ökade möjligheter att strukturera system och databaser funktionsorienterat m m). — Leverantörernas svårigheter att upprätthålla en för användarföretagen acceptabel servicenivå för oplanerat underhåll. Mer modulärt uppbyggda IOADB OCh samhällets system förbättrar förutsättningarna för att användarföretagen själva skall sarbarhet _ overvagan-

o den och förslag (SOU kunna klara detta underhall. 197993).

Parallellt med utvecklingen av mer modulärt uppbyggda system som kan minska komplexiteten, medför dock utökningen av styrsystemfunktioner och den vidgade samordningen med bl a administrativa styrsystem att komplexiteten för användarna sannolikt ökar i minst lika hög takt.

Sammanfattningsvis kan således konstateras att styrsystemanvändarna även i fortsättningen noga måste överväga frågorna om den egna kunskaps- utvecklingen på sikt och de låsningar som systemen kan ge.

14.1.2 Anläggningsplanering samt urval och prioritering av styrsystemprojekt

Det är svårt att planera för styrsystem. Många kunskapsområden berörs och planeringen måste samordnas med anläggningsplaneringen. Dessutom bör planeringen samt urvalet och prioriteringen av styrsysteminvesteringarna helst utgå från en helhetssyn på anläggningens styrning och även omfatta bedömningar rörande anläggningens styrning på längre sikt. Hittills har man av flera orsaker haft svårt att klara detta.

En orsak till bristande samordning med anläggningsplaneringen är att det är svårt att ”tänka efter före” i alla avseenden vid anläggningsplaneringen och då bl a beakta kraven på styrning och olika styrsystems möjligheter och begränsningar. Samordningsproblemet ökar också p g a:

— Den ”traditionella” uppdelningen i anläggnings- resp styrsystemfrågor som är vanlig. (Skilda leverantörer av maskinutrustning resp datorstödda styrsystem, tex pappersmaskin pappersmaskinstyrsystem; skilda kon- sulter för anläggnings- resp styrsystemfrågor; skilda arbetsgrupper inom företaget för resp fråga; skilda utbildningsvägar för anläggnings- resp styrsystemspecialister). Den snabba utvecklingen av olika hjälpmedel och utrustningar till styrsystem och de hela tiden nya möjligheter och begränsningar som detta medför.

Utöver de ovan nämnda Svårigheterna kan planeringsproblemen också ofta förklaras av styrningens komplexitet och omfattning. Andra orsaker kan vara att man inte avsätter tillräckliga resurser eller har outvecklade rutiner för att ta fram underlag och genomföra urvalet och prioriteringen.

Det finns emellertid flera samverkande skäl att försöka förbättra samordningen samt urvalet och prioriteringen. Hit hör bl a att:

— styrningen och avancerade hjälpmedel för denna får allt större betydelse för det ekonomiska resultatet av verksamheten styrsystem samordnas allt mer med varandra och gjorda styrsysteminve- steringar kan leda till bindningar och problem vid ersättningsinvestering- ar eller när nya kompletterande styrsystem skall införas — alla tillämpningar inte kan införas samtidigt och att det alltid uppstår behov av vidareutveckling — resurserna för styrsystemprojekt är begränsade.

Förutsättningarna för att klara samordningen och planeringen bör förbättras i takt med att företagens praktiska erfarenheter av styrsystem ökar. På grund av att utvecklingen av styrsystemen förutsätter att flera kunskapsområden

och yrkeskategorier samverkar är det också mycket väsentligt att olika utbildningar beaktar detta genom att orientera om både kraven på samverkan och de angränsande kunskapsområdenas innehåll i sak.

Datorhjälpmedlen har också en annan viktig roll vid anläggningsplane- ringen. När anläggningen ska utformas och dimensioneras kan simulerings- teknik och andra matematiska modeller vara till stor hjälp. Hittills har detta skett i mycket begränsad omfattning såväl i utlandet som i Sverige. Ett förbättrat stöd i detta avseende blir emellertid alltmer viktigt och bl a i USA har möjligheten uppmärksammats allt mer. Som motiv kan exempelvis anges att:

tung processindustri är kapitalintensiv med mycket snabbt stigande kostnader för nya anläggningar. Detta medför ett minskande ekonomiskt utrymme för att bygga in överkapacitet på olika sätt. Anläggningen måste från början vara väl avvägd de stigande energikostnaderna gör att man alltmer måste beakta värmeförluster och pumpenergi, vilket påverkar enheters placering, rördragning etc — mellanlager och liknande måste vara väl avvägda till sin kapacitet för att göra anläggningen mindre känslig för störningar många anläggningar är komplexa och det är mycket svårt att utan hjälpmedel analysera alla konsekvenser av en förändring.

9:

Att göra efterinvesteringar” i korrigerande syfte är alltid dyrt. Sådana investeringar torde dock vara rätt vanliga. Eftersom korrigeringen i regel rör en flaskhals i anläggningen förefaller den vanligtvis vara ekonomiskt gynnsam — trots att den ofta skulle kunna ha undvikits helt om simulerings- teknik hade använts vid den ursprungliga dimensioneringen.

Bristande anläggningsplanering kan också påverka anläggningens tillgäng- lighet och tillförlitlighet, vilket kan skapa svåra styrproblem.

Vid större anläggningsprojekt upprättas projektgrupper inom företaget. Det är utomordentligt viktigt att dessa projektgrupper tillförsäkras kunska- per så att sambanden med anläggningens utformning och styrsystemen kan beaktas på ett tillfredsställande sätt. Detta fordrar också insikt hos de beslutsfattare som fastställer direktiv och projektgruppers sammansätt- ning. _

I samband med projekteringen av en helt ny anläggning är det självklart lättare att dels beakta de ovanstående synpunkterna, dels ha en helhetssyn som utgångspunkt för planeringen av styrsystemen. Vid förändringar i äldre anläggningar blir möjligheterna betydligt mer begränsade genom att hänsyn måste tas till befintliga utrustningar och system.

14.1.3 Förstudie och projektering

I en förstudie ingår normalt att mål och krav på systemet specificeras varefter olika alternativa systemlösningar bedöms och kalkyleras. Under projekte- ringen planeras mer i detalj hur systemet bör utformas och framför allt hur projektgenomförandet skall ske. Vidare görs en fördjupad kostnads- /nyttokalkyl för valt systemalternativ. Viktiga moment under förstudien och projekteringen är att göra avvägningar mellan automatiska resp manuella

1 Exempel på de system- utvecklingsmetoder som åsyftats är t ex system- skisser med APL, pro- totypsystem med CS/4, HIPO, objekt-händelse- analys, systematisk verk- samhetsbeskrivning och informationsanalys, vägg-grafteknik, process- styrmatriser m m. Meto- derna har hittills fått störst spridning inom den administrativa data- behandlingen.

rutiner. Hittills har denna avvägning ofta varit relativt onyanserad och mer eller mindre endast omfattat alternativen "datorisering” eller ”icke datori- sering”. Mot bakgrund av att man tidigare ibland valt för hög automatise- ringsnivå och därför inte fått styrningen att fungera som avsetts, samt att ”överblivna” manuella rutiner ibland inte kunnat passas ihop till menings- fulla arbeten bör dessa moment i systemutvecklingen ägnas ökad uppmärk- samhet. Det är i dessa utvecklingsskeden som systemens effektivitet (eller ibland ineffektivitet) grundläggs.

Datorstödets effekter på arbetsinnehållet för de som arbetar i den direkta produktionen har behandlats i avsnitt 13.3.2, där exempel gavs på att arbetsinnehållet både kan berikas och utarmas. Effekterna på arbetsinne- hållet år inte ödesbestämt utan de bestäms av hur man väljer att utforma systemet. Avvägningen mellan manuella och automatiserade rutiner och val av alternativ beträffande arbetsorganisation och befattningar måste ske på ett grundläggande sätt redan vid förstudien och projekteringen av ett styrsystem. Systemutvecklingen har hittills sällan styrts av explicita målsätt- ningar på dessa områden varför de ofta kommit i andra hand som ”följdeffekter”. När de sedan uppmärksammats har det varit för sent att påverka utformningen i någon större utsträckning. En hjälp för att inte ”glömma bort” dessa frågor är att ha fastställda krav på att beslutsunderlag och effektbeskrivningar till de olika beslutspunkterna i systemutvecklings- processen skall behandla också dessa områden.

Ett problem i detta sammanhang är att i projektarbetet verkligen fånga upp slutanvändarnas synpunkter på systemets funktioner och utformning. Detta kommunikations- och metodproblem berör bl a hur föreslagna systemlösningar bäst beskrivs. Ett antal mer eller mindre avancerade systemutvecklingsmetoder har utvecklats för att bl a underlätta denna kommunikation. Dessa systemutvecklingsmetoder1 har dock relativt liten spridning inom processindustrin. Beskrivningsproblemet kan tex minskas om det planerade systemet simuleras med datorhjälpmedel. Då kan tex olika former för operatörskommunikation provas. Användarna kan då lättare förstå det planerade systemet och bidra med sitt kunnande.

Ett sätt att förbättra beslutsunderlaget, dels inför förändringar i en anläggning, dels inför beslut om en styrsystemtillämpning är att utföra en mer omfattande och systematisk processanalys. I en sådan analyseras de olika process-, anläggnings- och styrsystemberoende förutsättningarna för att göra olika förändringar och installationer. I analysen kartläggs nuläget genom noggranna mätningar och på basis av dessa data utvärderas sedan effekten av en förändring — först i tekniska termer och därefter översatt i ekonomiska termer.

Man kan exempelvis utvärdera de dynamiska egenskaperna hos en process och sedan klargöra hur mycket man skulle kunna vinna med ett bättre reglersystem. Man kan också utvärdera hur bra ett reglersystem är i förhållande till vad som idealt skulle gå att åstadkomma med den befintliga processutformningen. En slutsats av en processanalys kan t ex vara att det är mest motiverat att bygga bort en allvarlig källa till störningar snarare än att försöka reglera bort effekterna. '

Processanalyser ger ofta ny processkunskap, beroende på att tidigare inte kända dynamiska samband kvantifieras och analyseras.

I dag finns avancerade metoder utvecklade för processanalys och olika datorprogram som behandlar uppmätta data. Det finns också kurser och dokumentation som redovisar metodiken.

Exempel på framgångsrika tillämpningar av processanalys finns bl a inom massa- och pappersindustrin. Det är dock endast i undantagsfall som företag själva dels förfogar över de nödvändiga verktygen, dels har kompetensen att utföra analyserna. Det finns tendenser till en ökad användning, men detta förutsätter ökade informations— och utbildningsinsatser.

En begränsning för närvarande är att avancerade processanalyser trots allt blir rätt dyrbara. Det finns därför behov av att utveckla enklare och billigare metodik som kan användas även för mindre problem. Det är viktigt att utvärderingarna kan göras på plats i fabriken. En annan begränsning vid processanalyser är att man ofta saknar mättekniska möjligheter att effektivt mäta viktiga variabler. Det saknas nämligen mätgivare för många bransch- specifika processdata och utvecklingen på detta område går långsamt.

Allmänna funktionskrav på styrningen av en anläggning torde i stor utsträckning kunna upprättas branschvis. Det finns emellertid inte några sådana varför varje företag är hänvisat till att lösa problemen på egen hand. I regel har företagen inte resurser för att göra en sådan analys. Inom detta område borde det finnas utrymme för branchgemensamma insatserl. Om man inom ett företag har en genomarbetad funktionsorienterad specifikation på kraven på styrning är det senare betydligt lättare att stegvis införa styrsystemtillämpningar. Sådana funktionskrav skulle också kunna vara en grund för leverantörernas utveckling.

Specifika prestationskrav på styrsystem är självfallet något som måste definieras i det enskilda fallet. Grundliga analyser av det slag som ovan angivits kan ge grunden för kvantifierade prestationskrav. Det är viktigt att anpassa kraven till de faktiska behoven eftersom ökade krav i regel medför väsentligt ökade kostnader. En svårighet är att avvägningen mellan krav på prestanda och pris ofta inte kan bedömas tillförlitligt förrän man kommit ganska långt i systemkonstruktionen. Dessförinnan är det ofta omöjligt att tillförlitligt uppskatta till vilket pris prestandakraven kan uppfyllas.

Specifikationen av funktionskraven, som är grundläggande för det planerade systemet, bör användaren stå för. Att direkt acceptera en leverantörs funktionsbeskrivning leder ofta till att systemet omfattar onödiga funktioner eller funktioner som är dåligt anpassade till verksamheten i anläggningen. Leverantören kan t ex redan ha gjort en stor investering och utvecklat ett styrsystem för en annan anläggning och vill naturligtvis sälja fler exemplar av detta helst utan modifieringar. Med utgångspunkt i de egna funktionskraven får naturligtvis en noggrann bedömning göras av behovet av modifieringar och nyutveckling. Fördelar med att välja redan utvecklade funktioner är främst lägre pris och att tekniken är beprövad. Användaren har dock alltid mycket att vinna på att omsorgsfullt formulera sina funktionskrav och se till att dessa ingår i de avtal som tecknas med olika leverantörer. 1 STFI har höge." 1989

En svårighet här är dock att bra och allmänt använd metodik för Zäbggfååg 532533? funktionsspecifikationer saknas. Ord, symboler och begrepp i normalt språk gemensam referensram leder ofta till långa men ändå mycket tvetydiga beskrivningar. rörande styrfunktioner.

14. 1 . 4 Systemkonstruktion

Under systemkonstruktionen utarbetas, testas och dokumenteras systemet. Ofta upphandlas också viss datorutrustning m m. Anläggningsdata läggs upp i databasen. Personalen utbildas på sina respektive driftavsnitt. Det är också vanligt att användarföretagen köper tjänster i samband med systemkonstruk- tionen. Ibland köps större delen av arbetet och ibland mer begränsade avsnitt, t ex programmeringen. Ett vanligt alternativ till att genomföra en ny systemkonstruktion är att köpa ett redan konstruerat system, vilket gör att själva ”konstruktionsarbetet" då kan reduceras till att göra vissa anpassning- ar av systemet till den egna verksamheten. Eftersom maskinvarukostnaderna minskar och kostnaderna för att utveckla programvara i egen regi ökar, samtidigt som utbudet av färdig programvara för flera olika tillämpningar ökar, blir detta alternativ troligen alltmer tilltalande för användarföreta- gen.

Vanligt förekommande problem under systemkonstruktionsskedet kan vara ofullständigheter i systemspecifikationen eller att funktionskraven i praktiken visar sig vara svåra eller dyrbara att uppnå. Det kan därför bli nödvändigt med vissa återkopplingar till projekteringsskedet. Tids- och resursåtgången för detta arbete liksom för programmering, test, dokumen- tation samt förberedelser och genomförande av utbildning är också lätt att underskatta.

Behovet av flexibilitet och utbyggbarhet är stort för vissa typer av datorsystem då tillämpningen innehåller med tiden växlande eller växande krav. Dessa krav leder normalt till kraftigt ökade kostnader för systemkon- struktionen.

En del leverantörer säljer tämligen generella datakommunikations- och datapresentationssystem som kan ge en genväg vid utformningen av sådana system. De innehåller bl a generella databassystem, funktioner för rapport- generering, bildbyggnadsfunktioner, frågespråk etc. Kravet på generalitet måste dock balanseras mot prestandakrav. Denna utveckling av databastek- niker och datapresentationssystem förbättrar förutsättningarna för att användarna själva skall kunna ändra bilder samt göra uttag och viss bearbetning av informationen i systemets databas. Till stor del saknas dock hjälpfunktioner i leverantörernas system för systemutformning, test och felsökning som är så enkla att en användare kan använda dem utan specialutbildning.

14.1.5 Installation

Leverans

I samband med en installation av ett styrsystem upphandlas ofta ett större eller mindre antal komponenter till systemet från en eller flera leverantörer. I en del fall finns en huvudleverantör för systemet som helhet, s k turn-key projekt, medan det i andra fall endast rör sig om begränsade leveranser av viss utrustning eller vissa tjänster.

Av stor betydelse är att leveranserna av styrsystem sker i tid eftersom systemen ofta är delar av större investeringar i olika anläggningsutrustningar. Detta medför att en försening av ett styrsystem kan påverka installationen i

sin helhet. Vidare kan t ex användarföretagets planering av personalresurser komma i ett besvärligt läge. Till leveranstidpunkten kopplas därför ofta bötesklausuler i leveransvillkoren.

I regel klaras leveranstiderna bra om det är frågan om paketsystem eller om leverantören redan tidigare genomfört motsvarande typ av projekt för andra kunder. Om systemet ur leverantörens synvinkel innehåller många nyutvecklade funktioner (program- och/eller maskinvara) uppkommer ofta förseningar.

Normala leveranstider för paketsystem, tex för styrning av en pappers- maskin, är i bästa fall cirka 6 månader. Det beror på att sådana system i stort sett finns ”på lager” hos leverantören. Så korta leveranstider är dock ovanliga idag. För större icke-standardiserade system med stor insats från kundens sida t ex för framtagning av dataunderlag ligger leveranstiderna ofta på 18—24 månader. För nyutvecklade system är leveranstiden ofta 12—36 månader.

Ofta kan dock användarföretagets insatser för egen utbildning, beslut om funktionsvarianter (modifikationer på standard), interna diskussioner, framtagning av dataunderlag etc kräva längre kalendertid än den tid leverantören behöver för sina åtaganden. Bortsett från paketsystem finns det i dag dock önskemål från användarföretagen att leverantörerna bör nedbringa leveranstiderna. Leveranstiderna blir i framtiden sannolikt alltmer ett konkurrensmedel för leverantörerna.

Om systemet till stor del upphandlas från en leverantör bedrivs arbetet vanligtvis så att leverantören på sin ”hemmaplan” gör omfattande förbere- delser för installationen i anläggningen. Därför blir installationstiderna i anläggningen ofta inte längre än 1—3 veckor. Modern teknik för att kommunicera mellan olika delar av ett system har minskat kabeldragningen, vilket också reducerat installationstiderna.

En svårighet vid installationen är att den kan störa produktionen om den görs medan produktionen pågår. I mera extrema fall kan längre stopp av produktionen krävas. De flesta styrsystem brukar dock installeras utan större ingrepp i processutrustningen.

Ofta omfattar styrsystemen en mängd data om processen och anläggning- en. Mängden data i ett system varierar starkt med vilken typ av styrsystem det är fråga om. Redan under systemets utveckling lämnas många anläggnings- specifika uppgifter och data från användarföretaget till leverantören. Uppgifterna används som underlag för systemutformningen samt dimensio- neringen av t ex databaser, datorkapacitet och kommunikationsutrustning. Vidare lämnar användarföretaget olika anläggningsberoende data som läggs in i systemets databas. Vid installation tillkommer sedan en mindre mängd data, tex för finkalibrering av givare.

De installationer som krävs för att anpassa och koppla ihop styrsystemet med anläggningen görs, åtminstone i befintliga anläggningar, oftast av användarens el- eller instrumentavdelningar medan leverantören installerar och testar viss egen utrustning och programvara.

1 I sammanhanget kan nämnas att det inte finns någon allmänt vederta- gen beräkningsregel för tillgänglighet. Ofta är leverantörens förslag till tillgänglighetsberäkning sådan att mycket hög tillgänglighet i stort sett alltid uppnås. Ibland avser beräkningen också endast delar av systemet. Det finns därför anled- ning för köparen att noga överväga utform- ningen av garantin som knyts till systemets till- gänglighet.

2 Datorstödets effekter på arbetsinnhållet för de som arbetar i den direkta produktionen behandlas i avsnitt 13.32.

ldrifttagande

Vid idrifttagandet kan vissa störningar i produktionen uppträda. Normalt är de dock inte så omfattande. Av stor betydelse är ofta att den uppgjorda tidsplanen följs, särskilt om styrsystemet berör driften av hela anläggningen. I undantagsfall kan störningar i styrsystemet medföra att starten av hela anläggningen försenas. Styrsystemen är annars ofta särskilt värdefulla när anläggningen tas i drift, eftersom de vanligtvis ger omfattande uppföljnings- information.

Ibland är idrifttagandet kopplat till organisationsförändringar, tex nya eller ändrade befattningar eller övergång från fyra till fem skift.

Test

Olika prover och tester genomförs normalt vid ett flertal tillfällen, t ex under systemkonstruktionen, före leverans, efter installation samt efter idrifttagan- det. En avsevärd del av leverantörens arbete med systemen är tester. Omkring 20 % av resursinsatsen torde vara vanligt.

Viktiga beslutspunkter i förhållandet mellan kund och leverantör är ofta knutna till tester som utförs gemensamt och som kunden skall godkänna. Godkänt test kan innebära att delbetalning skall göras, garantitid börja löpa etc. I testerna ingår olika prov av funktionerna i maskin- och programvara och tester med kundspecifika data.

Testernas omfattning bestäms till stor del av hur leverans- och garantivill- koren utformats.

Garantivillkor

Olika typer av garantivillkor förekommer normalt i avtalet mellan köpare och leverantör. Villkoren kan exempelvis knytas till krav på att vissa resultat ska ha uppnåtts vid viss tidpunkt, t ex att systemet utan kostnad får återlämnas om inte medelfukthalt på papperet höjs en procentenhet. Sådana resultatgarantier är ett vanligt krav från köparen. Vidare kan garantierna gälla att de funktioner som kunden köpt skall kvarstå och underhållas av leverantören under ett antal år.

En annan vanligt förekommande typ av garanti är knuten till systemets tillgänglighet. Vanligen ligger avtalad tillgänglighet inom intervallet 90—99,5 %*. Om garantin ej uppfylls är avtalet ofta utformat så att leverantören måste erlägga böter eller får hyran reducerad.

Kunden kan i vissa fall också erbjudas en kostnadsfri provperiod, t ex sex månader.

14.2 Förutsättningar för förvaltning av styrsystem2

Systemförvaltningen omfattar dels den löpande driften av systemet, dels det löpande systemunderhållet för att säkerställa systemets tillförlitlighet och tillgänglighet. Dessutom ingår den vidareutveckling som efterhand kan aktualiseras för att utvidga, komplettera eller förbättra systemets funktio-

ner.

14.2.1 Drift av styrsystem Tillgänglighet

En central fråga vid driften av styrsystem är tillgängligheten. Om systemet slutar fungera finns det i de flesta fall reservrutiner som gör att man kan fortsätta köra processen, dock med risk för sämre kvalitet och lägre kapacitet.

I en del fall måste processen helt stoppas om styrsystemet inte fungerar. Buffertlager ger dock ofta en respittid på några timmar.

Tillgängligheten på processutrustningen är i regel avsevärt lägre än tillgängligheten på styrsystemets datorbaserade delar. Beroendet av de datorbaserade delarna för processens drift har dock hittills ständigt ökat och störningari dessa delar orsakar därför ofta stor irritation hos personalen. Vid mycket höga krav på tillgänglighet kan viktiga delar av styrsystemet dubbleras. Detta är bl a vanligt i elkraftindustrin.

Systematiskt förebyggande underhåll och ett snabbt åtgärdande av uppkomna fel är förutsättningar för att upprätthålla en hög tillgänglighet hos styrsystemen. Det är en fördel om underhållet kan skötas av användarföre- tagets personal som snabbt kan vara på plats.

Driftkostnader

Styrsystemen kräver vanligtvis ringa extra personella resurser för sin drift. Inga särskilda dataoperatörer för systemuppstart, byte av magnetband och dylikt förekommer vilket annars är brukligt i datacentraler med administra— tiva tillämpningar. Kostnader för den service som leverantören ombesörjer tillkommer dock.

Beträffande kapitalkostnader kan nämnas att styrsystem ofta hyrs. Naturligtvis varierar hyran med systemets omfattning och avtalad kontrakts- tid.

14.2.2 Systemunderhåll och vidareutveckling

Systemunderhåll

Styrsystemen består av en mängd komponenter som var och en behöver underhållas på olika sätt för att systemens tillförlitlighet och tillgänglighet ska kunna upprätthållas. Vanligtvis krävs tämligen omfattande resursinsatser för det löpande och förebyggande underhållet. Vidare krävs resurser i ständig beredskap för att åtgärda fel. Kunskapskraven för underhållet är stora och även snabbt föränderliga till följd av produktutvecklingen av olika kompo- nenter. Hela 22 % av försäljningen av processtyrutrustning år 1976 beräknas tex ha utgjorts av utrustning som inte alls fanns år 1972. Takten i produktförnyelsen går nu ännu snabbare.

Ett par aspekter på underhållet av maskinvara, programvara, databaser och givare i styrsystem kommenteras i det följande.

Maskinvara. Kraven på hög tillgänglighet medför att inställelsetiden för service- och underhållspersonal måste vara mycket kort. Därmed blir servicen dyr om leverantören ska svara för denna. Användarna (i varje fall de

större) har därför alltmer övertagit det löpande underhållet och åtgärdandet av fel. Det gäller särskilt de perifera enheter som är anslutna till datorn.

Maskinvaran utrustas i allt högre grad med självdiagnostikfunktioner, som innebär att fel enkelt kan isoleras till enstaka kretskort. Dessa kan bytas av användarnas egen underhållspersonal. I framtiden kommer det också bli allt vanligare att felsökning sker genom att leverantörens servicefolk via teleledningar kan köra testprogram och analysera olika utskrifter.

Leverantörernas underhållsinsats behövs dock alltid vid allvarligare fel tex på centrala delar av maskinvaran samt för visst förebyggande under- håll.

Programvara. För paketsystem är underhållsproblemen normalt mycket små. Om fel uppträder kan vanligtvis endast leverantörens personal hitta dessa och åtgärda felen. I framtiden kommer felsökning och även rättning av programfel att kunna ske via teleledningar. Ändringar i system liksom tillägg är och blir alltmer kostsamma. Leverantörernas förmåga att klara detta torde därför bli ett allt viktigare konkurrensmedel.

Databaser. Systemen kan innehålla en varierande mängd anlägg- ningsspecifika data, t ex kalibreringskonstanter och parametrar som beskri- ver anläggningen etc. Att underhålla dessa data kan kräva en heltidstjänst på större system. '

Systemens funktioner, bilder och rapporter kan löpande behöva anpassas till nya behov. Detta görs för större och mer flexibla system genom att systembeskrivande data i en databas förändras. På större system kan också detta arbete kräva stora resursinsatser.

Givare. Givare kräver vanligtvis den största underhållsinsatsen av de i ett styrsystem ingående komponenterna. Arbetet måste göras av instrumentav- delninge