Интернет вещей: что уже работает на российских заводах
21.02.2017 Техно

Интернет вещей: что уже работает на российских заводах

Отечественная промышленность сможет взять курс на цифровое производство через два-три года. Первый шаг – внедрение IIoT-систем мониторинга загрузки оборудования уже сделан.


Больше половины отечественного рынка Интернета вещей (Internet of Things – IoT) занимают промышленные разработки. Предприятия активно готовятся к переходу на цифровое производство, все чаще звучит термин «Индустрия 4.0». Тем не менее, Россия значительно отстает от уровня западных стран. На каком этапе сейчас отечественный Industrial Internet of Things (IIoT), и когда на этом рынке ждать «выстрела».

Зарубежный опыт

Переход на цифровое производство подразумевает объединение в единую информационную сеть всех рабочих мест на предприятии. Цель – своевременный обмен объективными данными между всеми автоматизированными системами управления, а также оборудованием, что должно привести к повышению эффективности работы всех участников экосистемы предприятия.

За рубежом одно из основных направлений стратегического развития экономики – диджитализация всех сфер, в том числе и сферы промышленного производства, поэтому ведущие страны вплотную подошли к идеальной модели Индустрии 4.0 – полностью оцифрованному и автоматизированному производству, которое управляется интеллектуальными системами в режиме реального времени без участия человека.

Еще в 2013 году японцы создали роботов-гуманоидов, которые уже сегодня работают на производстве, в 2014 в Германии начал работать первый полностью автоматизированный «умный» завод компании Siemens. Россия пока значительно отстает от этого процесса. Причем основная проблема в непонимании неизбежности четвертой промышленной революции руководителями и собственниками предприятий. Без перехода на цифровое производство экономика страны не сможет быть конкурентоспособной уже в ближайшее время. Однако потенциал внедрения элементов IIoT у нас выше, чем в развитых странах. Там из-за повсеместной автоматизации повышение эффективности производства на 1-2% – это уже результат, у нас же возможны 10-40%. И это реальная перспектива.

Пирамида систем автоматизации

Переход на цифровое производство подразумевает создание единого информационного пространства, представляющего из себя пятиуровневую пирамиду:


Верхний бизнес-уровень – это ERP-система, на ее основе рассчитывается потребность в материалах, производственных мощностях, формируются заказы на закупку и производство. Далее следует производственный уровень, на котором с помощью MES-системы составляется график загрузки оборудования, выполняется планирование изготовления деталей. Третий уровень – технологическая проработка в PDM-системе. Чертеж и трехмерная модель изделия разрабатываются на уровне проектирования в CAD-системе. И последний, базисный уровень пирамиды, на котором строится все остальное, – мониторинг работы оборудования и персонала. Этот уровень нужно автоматизировать в первую очередь, так как журнальные методы не могут обеспечить объективность информации. На цифровом производстве за мониторинг отвечают системы класса MDC (Machine Data Collection). Они позволяют собирать данные о работе всех производственных объектов, контролировать производство и эффективно управлять им.

Система мониторинга позволяет станкам самим отчитываться о своей работе, обходя «журнальные» методы получения информации и как следствие блокируя субъективные решения на местах. Одно это уже значительно оптимизирует процесс, приближая эпоху цифрового производства. К сожалению, в России до сих пор многие предприятия зависят от человеческого фактора, например, лояльности одного технолога или оператора. Наши люди привыкли работать на свой карман, а не на благо организации. Поэтому если для руководства система мониторинга – это способ повысить эффективность и увеличить прибыль, то для производственных цехов – это контроль, который никто не любит. Все наши клиенты рассказывали, что при внедрении MDC-системы приходилось преодолевать серьезное противостояние сотрудников. Только когда в технологиях IIoT люди перестанут видеть карательный инструмент и увидят помощника, изменится главное – психология рабочих и управленческая культура. А там и до индустриальной революции недалеко.

Объективный мониторинг – первый шаг к Индустрии 4.0

MDC-системы позволяют повышать эффективность современного производства без существенных вложений, параллельно решая и другие проблемы.

Работают эти системы на основе программ протоколов мониторинга для станков с ЧПУ, которые считывают подробную информацию о состояниях оборудования и происходящих на нем изменениях. Если станки слишком старые или не имеют сетевого выхода, к ним можно подключить терминалы-регистраторы, которые уже подключаются к системе ЧПУ или электроавтоматике станка для сбора нужной информации. Информация о работе станков и производственного персонала отправляется на сервер, где из нее формируются отчеты для руководителей и отдельных служб.

Системы мониторинга можно назвать отправной точкой Индустрии 4.0. Они не позволяют полностью автоматизировать производство, однако именно данные, полученные путем объективного мониторинга, ложатся в основу пирамиды систем автоматизации. Без них невозможно создать единое информационное пространство предприятия.

За рубежом системы мониторинга – это неотъемлемый объект производства, их давно и успешно используют на всех крупных предприятиях. У нас задачи по мониторингу производства решают всего несколько отечественных систем: АИС «Диспетчер», разработки от компаний «Сигнум», «Солвер», X-Tensive и ряд других. Первые пилотные проекты были запущены всего пару лет назад, так что в России еще идет ознакомительный период, за который владельцы и руководители крупных предприятий должны понять необходимость перехода на цифровое производство. Так, у АИС «Диспетчер» на данный момент более 50 внедрений на крупных заводах, то есть данные для анализа эффективности MDC-систем уже есть, первые результаты тоже, осталось выйти на массовый характер.

Экономический эффект от внедрения IIoT на предприятии

Что касается экономического эффекта от внедрения системы, он заключается в экономии трудовых и финансовых ресурсов за счет сокращения потерь рабочего времени, сокращения длительности производственного цикла, увеличения загрузки оборудования и т.д. По нашему расчету на участке из десяти станков при внедрении системы мониторинга в год можно экономить до 22 млн рублей или высвободить до 20% полезного машинного времени.

Например, после внедрения системы «Диспетчер» коэффициент загрузки оборудования Всероссийского научно-исследовательского института автоматики им. Н. Л. Духова возрос на 10-15%. В ведущей компании авиакосмической отрасли – 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.

В числе отзывов от других предприятий – экономия более 4 млн евро на покупке новых станков, которые по итогам мониторинга оказались не нужны, отказ от третьей смены, повышение дисциплины, оптимизация работы производственных служб. Таким образом, система мониторинга – это не просто инструмент контроля, это метод получения важной информации, позволяющей принимать грамотные управленческие решения и экономить деньги.

Стоимость внедрения систем мониторинга варьируется в зависимости от решаемых задач. Тут очень важно, чтобы внедрение приносило существенный измеряемый экономический эффект и окупалось со временем. Стоимость внедрения «Диспетчера» составляет от 40 тыс. до 100 тыс. рублей на один станок, который за эти деньги можно превратить в умное IIoT-устройство, способное сообщать 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 функционал у компании Omative с внедрением будет стоить примерно 5000-6000 евро на один станок. Решение MCIS от Siemens по стоимости выходит в 8000-11000 евро на станок с внедрением. Для зарубежных предприятий это вполне обоснованный ценник. Там коммерческая стоимость нормо-часа производства для конечного клиента в абсолютном значении существенно выше.

Когда IIoT придет в Россию?

В России действует целевая программа перевооружения (2015-2020), подразумевающая комплексную модернизацию государственных предприятий, закупку нового оборудования, внедрение инновационных технологий. В 2016 году на программу дополнительно выделено 1 трлн 67 млн рублей. Это значит, что уже ведется контроль эффективности, и интерес к IIoT будет расти. Именно сейчас мы вступаем в новую фазу развития промышленности, когда поднимаются вопросы об эффективности использования нового оборудования, окупаемости понесенных затрат и повышения прибыли предприятия. По нашим расчетам, предприятиям нужно еще два-три года, чтобы взять курс на цифровое производство.

Пока загрузка станков с ЧПУ на крупных предприятиях не превышает обычно 30-50%. То есть у большинства российских заводов есть серьезный потенциал производительности. Сегодня перед российской промышленностью стоят очень серьезные задачи, включая импортозамещение. Только переход на новые принципы производства даст нам возможность конкурировать с зарубежными промышленными лидерами.

Таким образом, для российских предприятий сейчас особую важность представляет адаптация и внедрение наиболее успешных мировых практик в сфере промышленного интернета, а также разработка собственных аналогов – более бюджетных и отвечающих всем требованиям отечественной промышленности.

Василий Чуранов, IT-директор, CIO, Москва.

Источник: http://www.e-xecutive.ru/management/itforbusiness/1986283-internet-veschei-chto-uzhe-rabotaet-na-rossiiskih-zavodah

12
Авторизуйтесь, чтобы оставлять комментарии