luckyea77 (luckyea77) wrote,
luckyea77
luckyea77

Categories:

Трекер для станка: когда в Россию придет промышленный интернет вещей



Российские предприятия пока не видят всех перспектив систем мониторинга производств

Если еще три года назад о промышленном интернете вещей никто в России не говорил, то сегодня это тренд. Крупные интеграторы проводят конференции, IIoT всплывает на инновационных форумах, госкорпорации берут его в основу своих стратегий на несколько лет вперед. По данным ПАО «Ростелеком», промышленные разработки занимают 60% российского рынка IoT, однако все еще неясно, к чему стремится и чего уже достигло в этом отношении отечественное производство. На каком этапе сейчас промышленный интернет вещей в России и что мешает ему выйти на более высокие показатели?

Промышленный интернет вещей в России и за рубежом

Говоря просто, промышленный «интернет вещей» (IoT) — это компьютеризация всех рабочих мест на предприятии, когда в единую информационную сеть объединяются все производственные объекты, не только оборудование, но и рабочие места. Таким образом формируется среда, где машины начинают понимать свое окружение и общаться между собой по интернет-протоколу, минуя операторов, самостоятельно решая вопросы повышения эффективности или, например, предотвращая внештатные ситуации. Как следствие – кратное повышение эффективности всех участников экосистемы предприятия.

Если в оборудование вмонтированы датчики с выходом в сеть, их производители и клиенты могут удаленно контролировать работу производственных площадок, своевременно проводить регламентные работы, предсказывать аварии и проводить планово-предупредительный ремонт или, например, заранее подготовить необходимые детали на замену и т. п. К тому же, зная фактическую и планируемую загрузку производственного оборудования, соединенного с сетью, клиент или заказчик может организовать автоматическую сеть заказов между различными производствами. Длинная цепочка — от поставщиков материалов до потребителей конечной продукции — уже идет без вмешательства человека.

Именно поэтому многие зарубежные промышленные предприятия провели модернизацию ИТ-системы, внедрили элементы промышленного IoT и уже переходят на следующий этап — создают цифровое производство, которым может управлять в режиме реального времени, без участия человека. По мнению аналитиков Gartner, число соединенных устройств в мире достигнет 21 млрд шт. в 2020 году, Intel дает другую цифру - 200 млрд. Использование все ­большего количества р­оботов и внедрение промышленного IoT в производстве поз­волит снизить расходы­ на персонал, накладные расходы и ­ повысить качество. Например, завод Philip­s по производству бри­тв в Голландии работае­т в темном помещении,­ где находятся 128 ро­ботов. Весь коллектив­ завода состоит из девяти ­работников.

Россия пока отстает от этого процесса и находится в самом начале пути. Сейчас основная цель для нашей страны не в том, чтобы научить машины обходиться без людей, а в том, чтобы помочь людям и машинам взаимодействовать. Потенциал повышения эффективности за счет внедрения элементов промышленного IoT у нас значительно выше, чем в развитых странах. На современных западных производствах уже многое автоматизировано и повышение эффективности на 1-2% — это уже очень хорошо. В России, где «все только начинается», возможен скачок продуктивности на 10-30%.

MDC/MDA системы как элемент Индустрии 4.0

В международной классификации существуют системы класса MDC/MDA (Machine Data Collection/Machine Data Acquisition), проще говоря, системы мониторинга. Они позволяют совершенствовать современное производство без существенных вложений, повышая его эффективность и параллельно решая множество смежных проблем. Это и есть определяющая задача и первый шаг на пути к промышленному интернету вещей.

Принцип работы MDC-систем простой. Для современных станков с ЧПУ (системы компьютеризированного управления. — Forbes) разрабатываются программы протоколов мониторинга, обеспечивающие получение от оборудования подробной информации о состояниях станка и происходящих на нем изменениях. На станки более старых моделей ставятся терминалы-регистраторы, которые подключаются к системе ЧПУ или электроавтоматике станка. Такие программно-аппаратные «агенты-посредники» собирают информацию о работе станков и производственного персонала (сколько станки работали, сколько простаивали, по каким причинам простаивали, кто из операторов в этот момент работал и др.) и отправляют на сервер. В итоге руководители получают отчеты об эффективности работы производства, а отдельные службы предприятия — объективный инструмент для принятия управленческих решений, которые помогают им организовать производственный процесс эффективнее.

Специалисты все еще не сошлись во мнении: считать системы мониторинга элементом промышленного интернета вещей? Ведь они не позволяют полностью автоматизировать производство. Так или иначе, можно смело утверждать: это необходимый старт для «Индустрии 4.0». Хотя бы то, что станки сами отчитываются о своей работе, обходя «журнальные» методы получения информации, — это уже значительно оптимизирует производственный процесс, приближая будущее, которое показывает нам пример завода Philip­s.

Системы MDC/MDA уже давно пришли на предприятия за рубежом. Они работают как прослойка между оборудованием и MES-системами (системами управления производством), которым очень нужна объективная информация от самого оборудования, а не цехового персонала. Например, решение MCIS от SIEMENS включает программные м­одули, которые можно применять­ как по отдельности, так и вместе (тогда модули будут обмениваться информацией). MCIS можно поэтапно, с учетом­ особенностей произво­дства, адаптировать к работе с любы­ми станками с ЧПУ, причем размер цеха или завода неважен. MCIS ­дает доступ к­о всей необходимой и­нформации в режиме онлайн - с рабо­чего места оператора (или через локальную сеть предприятия, или­ через интернет). Есть еще одна популярная система для контроля­ производства и управ­ления производительно­стью станков — OMATIVE Pro. Она ставится не на оборудование, а на сервер заводской компьют­ерной сети и соединяется с системами » в комплекте» на ­станках, постоянно получая ин­формацию о событиях в их работе.­ Программа показывает включен станок или выключен. Если он в работе, в интерфейсе программы можно увидеть графики и диаграммы: продолжительно­сть полного цикла обр­аботки и отдельных оп­ераций, время нахожде­ния инструмента в мат­ериале, динамические ­изменения подачи и на­грузки, аварии. В отдельном разделе можно посмотреть набор статистических отчетов. И вся эта и­нформация доступна в ­любом месте заводской­ компьютерной сети, а­ также через интернет­, то есть локальны­й или дистанционный к­онтроль производства работает круглосуточно. Начальник производства может следить за тем, как «спят» его станки — из дома, за поздним ужином. Применения уже есть. Например, в автомобильной промышленности при обработке блок-цилиндров, коленчатых и распределительных валов, корпусов трансмиссии без решений OMATIVE работать было бы невозможно. Дело в том, что эти детали производятся из материалов неоднородной твердости, а размер отливок и поковок ( из-за материалов с твердыми участками и вкраплениями в них) может сильно варьироваться. Поэтому качество мониторинга (а у OMATIVE ACM оно высоко) на таких производствах имеет решающее значение для того, чтобы производство шло без остановок и в безопасном режиме. Кроме того, при обработке этих деталей с OMATIVE ACM можно сокращеать время цикла обработки. Поэтому, например, Hyundai Motors, с внедрением системы от OMATIVE ACM смогла начать экономить около 8% времени в производственном процессе.

В России уже есть несколько систем для решения таких же задач — Сигнум, Naviman, Foreman, X-Tensive DPA, MDC-Max и Диспетчер (разработка компании «Станкосервис» — Forbes). Зарубежные разработки отличаются плотной интеграцией с распространенными MES — системами. Отечественные системы часто нужно дополнительно интегрировать, но все же общий принцип работы, способ сбора информации с оборудования во всех системах примерно одинаковы. На российском рынке уже заметно позиционирование систем мониторинга. «Диспетчер» создает систему для решения прикладных задач на производстве, Сигнум и X-Tensive DPA больше сконцентрированы на создании универсальной платформы для промышленного интернета вещей. Продукты Naviman, MDC-Max появились сравнительно недавно и пока не имеют заметной доли рынка, но набирают обороты.

Насколько дороги такие технологии? Диапазон «чеков» может быть широк — в зависимости от того, какие задачи должны решать системы. Системы мониторинга на отечественном рынке, которые позволяют превратить станок на производстве в «умный», могут стоит десятки тысяч рублей и более сотни тысяч рублей. Оборудование за эти деньги научится передавать в сеть информацию о своей работе, вызывать сервисные службы в случае аварии или простоев, сообщать о перегрузках, износе инструмента, нарушении технологической дисциплины и др. Схожий набор функций и у решений от Omative (€5000 — 6000 в пересчете на один станок), и у решений MCIS от Siemens (8 000 — 11 000 евро на станок). Надо сказать, что для зарубежных предприятий это вполне обоснованный ценник. Там коммерческая стоимость нормо-часа производства для конечного клиента в абсолютном значении существенно выше.

Безусловно, важно, чтобы владельцы производства видели: внедрение приносит экономию, расходы на запкупку систем и их включение в работу должны окупаться со временем. Экономия происходит за счет сокращения потерь рабочего времени, уменьшения длительности производственного цикла, роста загрузки оборудования и т.д. По нашим расчетам, на участке из 10 станков, при внедрении системы мониториторинга, в год можно экономить до 22 млн рублей или высвободить до 20% полезного машинного времени. Например, после внедрения нашей системы оэффициент загрузки оборудования Всероссийского научно-исследовательского института автоматики им. Н.Л. Духова вырос на 10-15%. В ведущей компании авиакосмической отрасли — ОАО ПКО «Теплообменник» — доля машинного времени увеличилась в полтора раза, позволив сократить сроки проектирования и производства. Руководители Всероссийского научно-исследовательского института технической физики имени академика Е. И. Забабахина отметили рост производительности, выявление технологических нарушений, а также повышение коэффициента загрузки оборудования на 9-10% за полгода. Нужно учитывать, что системы мониторинга ведут и к повышению дисциплины на предприятии, и к оптимизации работы производственных служб. Система мониторинга становится не просто инструментом контроля, а методом получения важной информации, которая позволяюет принимать грамотные управленческие решения и оптимизировать производственный процесс.

Что мешает развитию IIoT в России?

В США и Европе уже признали, что промышленный IoT повышает эффективность производства и нивелирует риски. В России даже с осознанием этой выгоды есть сложности. Немногие руководители понимают стратегию внедрения промышленного «интернета вещей» на производственную площадку. Все еще звучит вопрос: зачем? По нашему опыту, к системам мониторинга интерес проявляют преимущественно государственные предприятия, так как им выделен бюджет на программу перевоо­ружения. Это предусматривает специальная целевая ­программа до 2020 года. В ее ­рамках идет мощная модерниз­ация ОПК, закупаютс ­новые станки, внедряю­тся инновационные тех­нологии. С 2016 года ­на программу модерниз­ации дополнительно вы­делено 1 трлн 67 млн ­рублей, которые должны привести к росту пр­оизводительности труд­а на крупных и средни­х предприятиях не мен­ее чем на 5% в год.

Частные компании подтягиваются медленнее. Во многом потому, что мало знают о технологиях в этой сфере. Первые пилотные проекты по внедрению систем мониторинга в России запускались в 2012-2013 годах (первопроходцами стали АО «Редуктор-ПМ», АО РКЦ «Прогресс»), только с конца 2015 управляющие компании проводят анализ полученных данных. Получается, доказательства пользы информационных систем — с определенными метриками, с конкретными примерами — появляются только сейчас. Предприятиям нужно еще два-три года, чтобы осознать необходимость внедрения IoT.

Еще один сдерживающий фактор — состояние российских производств. У нас все еще есть предприятия, на которых модернизация никогда не проводилась. Станки-«долгожители», отсутствие IT-инфраструктуры — это пока еще наши реалии. Но стоит отметить, что это не самая серьезная проблема. Некоторые системы мониторинга можно подключить к любому станку.

Наравне с неготовностью к информатизации производства (технической и психологической), есть и другая крайность — вера в то, что установленные датчики на станках мгновенно решат все проблемы завода. Есть клиенты, кото­рые, устанавливая сист­ему мониторинга, не понимают, что сбор объективных данных о работе п­роизводства - это полдела, придется­ принимать и управленче­ские решения. Руководители таких предприятий, получив­ информацию, просто не ­знают, что с ней дела­ть. Это р­оссийская специфика -­ сначала внедрить, а ­потом думать: зачем?

Правда же в том, что системы мониторинга, как и любые другие решения промышленного «интернета вещей» — это только инструменты, которые нужно грамотно использовать. Благодаря им машины передают человеку гигабайты полезной информации, которые превращаются в отчеты. Но сами по себе отчеты еще не влияют на рост эффективности. Получая комплексные характеристики по загрузкам, простоям, поломкам и так далее, нужно понимать, для чего нам эти данные. В первую очередь, для того, чтобы знать, сколько и при каких условиях мы реально можем производить. А это уже основа для разработки или перерасчета мощности цехов, изменения планирования и других важных управленческих решений.

Однако на пути к этому придется столкнуться с еще одной серьезной проблемой — человеческим фактором. Если для руководства система мониторинга — это способ повысить эффективность и увеличить прибыль, то для производственных цехов — это контроль. Контроль, естественно, никто не любит, особенно если есть привычка халтурить. Все наши клиенты, рассказывая о внедрении MDC/MDA системы, акцентировали внимание на том, что процесс сопровождался серьезным противостоянием и даже частичной заменой рабочего состава. Здесь, вероятно, нам тоже нужно чуть больше времени, чем Западу. Должна измениться психология рабочих и управленческая культура заводов в целом. Когда в технологиях промышленного IoT люди перестанут видеть карательный инструмент и увидят помощника, а от эффективности их работы будет зависеть зарплата, — вот тогда и произойдет настоящая индустриальная революция.

За почти 25 лет, которые российские производственные предприятия прошли путь как коммерческие организации, на заводах и фабриках шли переоснащения, появлялись новые станки с ЧПУ — все это наконец может получить накопленный эффект. Сейчас мы вступаем в новую фазу развития промышленности, когда наконец начинают обсуждать, как эффективно использовать запущенное в цехах оборудованин и как быстрее окупить вложенные инвестиции, повысить прибыль производства. По нашим подсчетам, загрузка станков с ЧПУ на крупных предприятиях, как правило, не превышает 30 – 50%. Производительность нового оборудования и эффективность работы персонала далеки от реальных возможностей. На некоторых заводах организуются спальные места, где оператор может полноценно отдохнуть, пока на станке обрабатывается деталь, вводится третья смена, рабочие выходят в выходные дни. Но эффективность предприятия все равно низка. Причина тут может быть только в том, что оператор обсуждает в рабочее время международную обстановку или смотрит фильмы.

А сегодня перед российской промышленностью стоят очень серьезные задачи, включая пресловутое импортозамещение. Россия отстает в переходе на новые принципы производства, которые должны дать ей возможность конкурировать с ведущими международными промышленными концернами. Люди есть. Технологии есть. Но не подняв эффективность использования промышленного оборудования до мировых показателей, российская промышленность не сможет даже приблизиться к уровню промышленности развитых стран. Однако по нашим прогнозам, в ближайшие три года IoT-решения будут разрабатываться и активно внедряться на отечественных предприятиях. С учетом государственной поддержки, именно интернет вещей должен стать ключевой точкой роста промышленности и экономики страны. В конце концов до всех наших управленцев дойдет мысль о том, что IoT-решения позволяют повысить эффективность производства в разы, а срок окупаемости таких проектов в большинстве случаев не превышает нескольких месяцев.

Tags: технологии
Subscribe

Posts from This Journal “технологии” Tag

promo luckyea77 june 19, 23:05 11
Buy for 10 tokens
Часть 1 Часть 2 Часть 3 Часть 4 Часть 5 Март 2018 года Индустриализация стала основным инструментом достижения экономического богатства стран, начиная с появления прядильных машин в конце XVIII века; при смене технологических укладов менялись местами мировые промышленные лидеры. Какой…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments