Пилотный проект внедрения системы оперативного управления производством, специально разработанной компанией Siemens AG для дискретного производства, приблизился к основной рабочей стадии сдачей макета на ОАО «Протон-ПМ», одном из крупнейших предприятий ракетно-космической промышленности Российской Федерации.
Департамент внедрения MES компании ООО «СИТЕК» (SITEK Group), являющийся сертифицированным Центром компетенции «Сименс» в области систем управления производством в машиностроении, и российское предприятие ОАО «Протон-ПМ» реализовали очередной этап проекта, завершив 23 декабря 2010 года разработку системы успешной сдачей тестового примера на макете MCIS (Motion Control Information System). Проект направлен на повышение эффективности управления производственными процессами, обеспечение диспетчеризации и прозрачности производства путем осуществления непрерывного автоматического контроля состояния технологического оборудования и производства в целом, анализа производительности, управление техническим обслуживанием и технологией обработки деталей. В рамках создания единой информационной системы MCIS на «Протон-ПМ» (Пермские моторы) будут внедрены три модуля: MDA (сбор данных о состоянии оборудования и производства), DNC (администрирование программ и данных ЧПУ), TPM (управление техническим обслуживанием оборудования). Демонстрационный макет информационной системы включил в себя сервер MCIS и оборудование, имитирующее реальное оборудование Заказчика, работающее под управлением промышленных контроллеров SIMATIC и систем числового управления Sinumerik 840D компании «Сименс».
Начало проведения работ по проекту стало возможным благодаря объявленному тендеру на реализацию пилотного проекта MES-системы, который в 2010 году выиграл промышленный холдинг «СИТЕК», приступивший к работам по внедрению MCIS . Специалисты департамента MES и APS -систем холдинга имеют успешный опыт работы над крупными проектами, как на территории России, так и в странах СНГ. Был заключен договор на реализацию пилотного проекта по созданию информационной системы на базе MCIS в одном из производственных цехов предприятия. В рамках договора проведено предпроектное обследование всего металлообрабатывающего оборудования, оснащенного системами ЧПУ Sinumerik 840D, закупленного предприятием начиная с 2007 года в рамках «Программы технического перевооружения производства», инициатором которой выступил генеральный директор «Протон-ПМ» Арбузов Игорь Александрович.
«Авиационно-космическая промышленность имеет важное политическое и экономическое значение, ею определяется промышленный потенциал и престиж государства. Принятие эффективных управленческих решений в современном производстве требует комплексного взаимодействия финансово-экономических и производственных составляющих. Одним из важнейших направлений развития «Протон-ПМ» сегодня является построение информационной системы класса ERP, совершенствование системы управления предприятия, обеспечивающей оперативное решение всего спектра задач. Мы надеемся, что эти задачи успешно поможет решать система MCIS, интегрируемая «СИТЕК», ─ прокомментировал Семенов Виталий Анатольевич, заместитель генерального директора по развитию и информационным технологиям. ─ «В настоящее время проведены все подготовительные работы, выполнена приемка функционального макета. Следующим шагом, в рамках договора, предусмотрено развертывание системы непосредственно на оборудовании, что и будет выполнено в течение ближайшего времени».
«В соответствии с техническим заданием требовалось реализовать мониторинг текущей работы оборудования и формирование ряда аналитических отчетов, контроль реализации технического обслуживания оборудования и контроль соблюдения требований параметров обработки. В соответствии с перечисленными требованиями на данном этапе проходит внедрение модулей MDA, DNC, TPM. В качестве планов на будущее – это расширение функционала системы, ее масштабирование и реализация связи с внедряемой ERP системой SAP R3 , ─ отметил главный инженер «Протон-ПМ» Щенятский Дмитрий Валерьевич.
На протяжении последних лет Россия удерживает половину мирового рынка пусковых услуг. По состоянию на 1 августа 2010 года осуществлено 9 пусков ракет-носителей производства «ГКНПЦ им. М. В. Хруничева». Это 7 пусков ракет-носителей «Протон», в результате которых на орбиту были выведены 9 космических аппаратов: 5 космических аппаратов «Intelsat-16», «Echostar-14», «AMC-4R» (SES-1), «Arabsat-5B» (BADR-5), «Echostar-15» в интересах иностранного заказчика; 3 космических аппарата «Глонасс» в интересах развертывания одноименной спутниковой группировки; 1 космический аппарат в интересах Министерства обороны РФ; 1 пуск ракеты-носителя «Рокот», в результате которого на орбиту выведен японский космический аппарат «Servis-2»; 1 пуск ракеты-носителя «Космос-3М», в результате которого на орбиту был выведен космический аппарат в интересах Министерства обороны РФ.
Надежность во всем
По мнению Алексея Егорова, руководителя группы НСИ предприятия «Протон - Пермские моторы», где наряду с двигательными установками для ракет-носителей «Протон» производятся детали и узлы ракетных двигателей РД-191 для нового семейства ракет-носителей «Ангара» и составные части газотурбинных электростанций «Урал», кризис явился катализатором модернизации внутренних бизнес-процессов.
События конца 2008 года положили начало двум масштабным проектам на предприятии «Протон - Пермские моторы»: внедрению комплекса решений SAP ERP и SAP ERP HCM, рассчитанному на ближайшие три года, а также MES-системы MCIS компании Siemens.
Недостаточная регламентация бизнес-процессов, не соответствующая стратегическим планам подсистема оперативного производственного планирования и учета хода производства, отсутствие единой платформы существующих автоматизированных информационных систем привели руководство к решению внедрить единую информационную систему. Проект внедрения MES-системы направлен на повышение эффективности управления производственными процессами, обеспечение диспетчеризации и прозрачности производства. Внедрение MES- и ERP-систем потребовало активного привлечения консультантов. «Значительное время уходит на понимание бизнес-логики, заложенной в ERP-системе, и привлечение консультантов существенно ускоряет процесс. При внедрении MES-системы нам также приходится во многом полагаться на опыт наших партнеров из компании “СИТЕК”.К сожалению, предприятия отрасли еще не созрели для MES-систем, и реального опыта по внедрению таких систем на рынке мало», - поясняет особенности реализации проектов Егоров.
Интеграция этих систем позволит предприятию повысить эффективность управленческих решений за счет взаимодействия финансово-экономических и производственных составляющих. Но эти проекты рассматриваются не только как способ оптимизации системы управления, нацеленный на обеспечение финансовой стабильности, но и как способ повышения надежности компании, как возможность получить эффективный инструмент для ведения бизнеса в условиях глобализации экономики.(© CIO.RU: «Машиностроение пока не вышло из кризиса», М.Полякова, «Директор информационной службы» , № 03, 2011).
MES-система - обязательная составляющая организации производства западных компаний, но редко используемая в России, - должна стать технологической базой для внедрения производственных стандартов мирового класса для большинства отечественных производителей, независимо от конкретной отрасли, используемого оборудования и квалификации рабочих, занятых на производстве.
Есть все основания полагать, что ближайшие два–три года станут переломным этапом в развитии новых подходов к управлению производством в России, так как руководители все большего количества компаний задумываются об автоматизации процесса управления, а разработчики программного обеспечения предлагают новейшие программные средства.
К таким новейшим программным средствам относится в первую очередь система управления производственными процессами (Manufacturing Execution System, MES), поднимающая культуру производства на более высокий уровень.
Современные MES-системы позволяют решать следующие задачи:
Информационно-управляющая структура производственного предприятия
Сегодня ведущие разработчики ERP-систем уже ввели в свои продукты модули планирования производства, но они имеют невысокую скорость реакции на изменение требований производства, так как в ERP-системах слишком велик объем информации административного и финансового плана. Поэтому применение ERP-систем не позволяет оптимизировать планы по большому количеству параметров.ERP-системы ориентированы на планирование выполнения заказов, то есть отвечают на вопросы, когда и сколько продукции должно быть произведено. MES-системы фокусируются на вопросе, как в действительности продукция производится, поэтому и оперируют более точной информацией о производственных процессах.
Европейский опыт показывает, что использование MES-систем не только обеспечивает прослеживаемость и статистический анализ производства, но и позволяет более эффективно использовать технологическое оборудование, что в целом ведет к значительному повышению качества выпускаемой продукции и эффективности производства.
Внедрение таких систем приводит к значительному повышению эффективности производства за счет:
Когда на предприятии становится насущным вопрос внедрения систем управления производством, обычно выбирают один из трех путей развития ситуации:
Новый подход к организации производства предлагает компания Aegis Software. Имея многолетний опыт, сотрудники Aegis разработали универсальную MES-платформу FactoryLogix, специально созданную для производства и сборки электроники.
Программное обеспечение компании Aegis - это:
Принято считать, что внедрение отдельных подсистем приводит к значительным затратам на обслуживание и доработки. О какой экономии можно говорить, когда программы, позиционируемые как MES-системы, в действительности являются набором программных средств, которые в целом имеют большой объем функций, но на самом деле остаются отдельными разрозненными подсистемами? Необходимость настройки и интеграции этих инструментов для выполнения конкретных целей на конкретном заводе приводит к большим расходам и росту штата.Современные MES-системы должны обладать широким функционалом, большими аналитическими возможностями, иметь комплексный охват производства, и все это по разумной цене. Технически все выглядит просто - единое программное обеспечение, которое не требует значительных доработок в рамках своего функционала и написания дополнительных модулей для обмена данными с установками. Все находится на центральном сервере и работает по одной схеме. Единственное, что требуется, - это обмен данными с системами ERP и PDM, впрочем, это не всегда нужно производству.
Программное обеспечение FactoryLogix, которое развернуто на различных предприятиях, используется без какого-либо изменения программного кода. Помимо этого, нет проблем с внедрением и временными задержками при переходе на «новые рельсы», что является характерным недостатком больших систем. Адаптация системы к производственному процессу конкретного предприятия происходит в рамках интерфейса программы без привлечения сторонних и собственных программистов.
Рассмотрим, как применение этого нового подхода к построению системы решает проблемы производства по сборке электроники.
Данные об изделии поступают на рабочие станции инженеров и технологов, а затем обрабатываются в системе в режиме рабочей группы. Часть специалистов подготавливает спецификации, в то время как другие редактируют процесс сборки. Параллельно удаленно программируются установки.
Готовые данные передаются в цех только после электронного подтверждения. После запуска производства система отслеживает, чтобы нужный компонент, инструмент, материал, программа, необходимые на каждой установке, соответствовали документации. При этом система сама предупреждает о том, что производственный процесс отклонился от нормального хода, сразу же после того, как это произойдет.
Разработанные на этапе подготовки производства визуальные интерактивные инструкции в цифровом виде выводятся на мониторы операторов и сборщиков. Это позволяет устранить риск допустить ошибку при сборке, а также ликвидирует бумажный документооборот в цеху.
В ситуации, когда заказчику неожиданно потребовалось, например, изменить ревизию изделия, система адресно рассылает все изменения на все участвующие в сборке установки.
Все данные, необходимые для мониторинга производства в реальном времени, попадают в систему как с помощью средств обмена данными с оборудованием, так и с помощью средств взаимодействия с операторами - специальных терминалов и сканеров, установленных рядом с производственными центрами.
Использование инструментов наблюдения за производством в реальном времени позволяет обнаружить проблемы еще тогда, когда их можно решить, не прикладывая больших усилий. Ведь очень часто случается, что многие серьезные проблемы (например, неверные настройки машины, использование несоответствующей пасты, повышение доли брака из-за чрезмерной влажности и т. п.) обнаруживаются только в конце смены, когда появляется брак и ничего исправить уже нельзя.
При выполнении работ с одновременным контролем и тесным взаимодействием всех участников процесса существенно сокращаются сроки выпуска нового изделия. Такая система позволяет в режиме реального времени реагировать на возникающие отклонения.
Система FactoryLogix построена по модульному принципу, это позволяет заказчику внедрять программу постепенно, с последующей доустановкой необходимых модулей.
Процесс подготовки производства осуществляет команда инженеров и технологов, которые создают маршрутные карты, рабочие инструкции, машинные программы, планы обеспечения качества и программы тестирования. Многие задачи зависят от успешного завершения предыдущих этапов производства, критические процессы также не должны быть упущены из виду.
Менеджер задач
Менеджер задач позволяет организовать последовательность выполняемых операций любого масштаба таким образом, чтобы не допустить технологических ошибок. Руководители могут распределить задачи на весь процесс разработки, в том числе закрепить ответственных лиц. В результате мы получаем автоматизированную согласованную работу всех отделов, подразделений и цехов завода.
Графики загрузки сотрудников
Определение процесса сборки
Инженер определяет процесс, а не физический маршрут, что дает полную свободу и возможность организовать сборку на разрозненных линиях, с разнообразным количеством отдельно стоящих единиц оборудования и операций, выполняемых как на автоматических установках, так и вручную. Также можно организовать прослеживаемость изделий на протяжении всего жизненного цикла, включая переделки, ремонт, возврат брака, восстановление и обновление. Новые технологические операции могут быть легко добавлены в процесс сборки, в том числе в режиме реального времени на серийных изделиях.
Управление сборкой
Как и компоненты, сборочные единицы также являются деталями изделия, и программа работает с ними одинаково. Система предоставляет наглядную иерархическую структуру изделия и связывает внутренний заводской номер изделия с идентификационным номером установленного компонента, при этом поддерживается инструмент ревизий изделий. Значительно упрощается обработка спецификаций с различными ревизиями изделий, происходит сравнение составов изделия и выдается список различий при формировании производственного заказа.
Импорт данных
Зачастую спецификации составляются с ошибками и неправильно форматированы. Мощный инструмент конвертации данных позволяет импортировать любой текст или таблицу без написания дополнительных скриптов. С помощью простого графического интерфейса пользователь шаг за шагом приводит спецификацию в нужную форму, при этом система автоматически распознает заголовки, знает все типы позиционных обозначений компонентов, извлекает их, делая спецификацию пригодной к использованию.
Конструкторские данные также имеют важное значение на всех этапах производства, включая сборку, испытание, контроль качества и программирование. Все известные форматы CAD-данных распознаются системой и могут быть привязаны, например, к рабочей инструкции оператора на конкретном рабочем месте участка сборки. Модуль импорта CAD-данных автоматически распознает тип файлов и преобразует его из формата САПР программы в удобный визуальный формат для последующего использования при построении процесса производства. Модуль импорта FactoryLogix на протяжении десятка лет совершенствовался и за это время «научился» поддерживать различные файлы, в том числе файлы устаревших форматов и машинные файлы. В случае отсутствия CAD-данных возможен импорт из Gerber-файлов. Все это дает полную информацию о конструкции и облегчает работу оператора при сборке.
Создание рабочих инструкций
Программа позволяет максимально подробно разрабатывать рабочие инструкции для всех видов сборки. Информация берется из конструкторской документации и данных о компонентах и материалах, документация поддерживает буфер обмена, используется мультимедийная презентация материала, даются гиперссылки на вторичные документы или объекты, а также полный набор аннотаций и графические инструменты. Такая интерактивная инструкция облегчает работу операторов, последовательно выдавая шаг за шагом описания того, что нужно сделать на каждой операции для качественной и быстрой сборки. Поддержка шаблонов ускоряет создание пошаговых инструкций. 
Инструкция по сборке платы
Электронный архив
Помимо создания собственной документации, программа дает возможность пользователю размещать любые второстепенные документы, например руководства пользователя, стандарты, руководящие документы и т. п., или ссылаться на них.
Программирование установок в режиме off-line
Программа поддерживает программирование всех машин, выпускаемых с конца 1980-х годов. Осуществляется простое и быстрое программирование и поддержка библиотек для установщиков принтеров, печей, АОИ, диспенсеров и т. д. Поддерживаются сотни интерфейсов различного оборудования. Многие современные модели оборудования напрямую взаимодействуют с программой, обеспечивая беспрепятственную и быструю подготовку производства изделия еще до того, как оно поступит на участок.
Модуль NPI является лишь частью большого комплекса. Помимо него в системе есть модуль управления складом и материальными ресурсами, модуль прослеживаемости и управления качеством, модуль отчетности и анализа производства и многие другие.
Мы продолжим знакомить читателей с широкими возможностями системы FactoryLogix и в следующем выпуске журнала расскажем о модуле Logistic, отвечающем за организацию склада, мониторинг и оптимизацию материальных потоков, и о модуле Production, разработанном для отслеживания незавершенного производства, контроля маршрута изготовления, сбора данных о качестве и испытании изделия.
Внедрение MES-системы Zenith SPPS в различных производственных отраслях
Сергей Высочин, Юрий Смирнов, Андрей Бояр-Созонович
Универсальность ядра, настраиваемый и эргономичный пользовательский интерфейс, гибкость и открытость являются важными условиями успешного внедрения и использования современных информационных систем. Эти требования, часто озвучиваемые пользователями, актуальны и для систем оперативно-диспетчерского контроля, к которым относится Zenith SPPS. Данную систему можно адаптировать под различные производства и бизнес-процессы — от приборостроения и машиностроения до полиграфии и пищевой промышленности.
В настоящей статье мы представляем несколько примеров успешного внедрения системы Zenith SPPS на ряде предприятий различных отраслей экономики.
Особенностями рынка кабельно-проводниковой продукции являются широкая номенклатура выпускаемых изделий и большое количество их характеристик, которые могут измеряться в различных единицах, таких как вес изделия, его длина в погонных метрах, площадь сечения и число токопроводящих жил, испытательное напряжение, электрическое сопротивление изоляции и т.д. Производство кабелей и проводов характеризуется частичной непрерывностью процесса, относительно небольшим количеством технологических операций, использованием различных методов планирования (как на склад, так и под заказ).
Кабельный завод ООО «Алюр» работает на рынке производителей кабельной продукции с апреля 1996 года и считается динамично развивающимся предприятием (рис. 1). Сегодня завод выпускает более 300 различных марок кабеля и провода: силовые кабели, контрольные кабели, бытовые провода, установочные провода, соединительные провода и шнуры. Продукция ООО «Алюр» соответствует российским и мировым стандартам качества, на предприятии действует система менеджмента качества, сертифицированная на соответствие требованиям ГОСТ Р ИСО 9001 — 2008 (ИСО 9001 — 2008).
В ходе развития предприятия его руководство осознало необходимость автоматизации оперативного планирования и диспетчерского контроля на этапе непосредственного изготовления изделий. Для решения этой проблемы на предприятии рассматривался вопрос о приобретении одной из немногих представленных на отечественном рынке исполнительных производственных систем, или MES-систем. Основными целями внедрения системы на предприятии были повышение степени прозрачности производственных процессов и создание условий для выполнения в срок оптимально возможного количества заказов.
Учитывая интерес, проявленный сотрудниками структурных подразделений и руководством ООО «Алюр» к системе Zenith SPPS, сотрудники фирмы — разработчика системы «Софф Трейд» выехали на предприятие с целью презентации продукта и обследования предприятия. В ходе командировки были определены основные пожелания и выявлены возможные узкие места внедрения.
Например, было установлено, что ассортимент выпускаемых изделий на предприятии весьма стандартен, технологические цепочки практически неизменны, а заказы отличаются только номенклатурой и количеством продукции. В связи с этим большой интерес вызвал модуль технологической подготовки Zenith TECH, позволяющий создавать шаблоны заказов с набором стандартных изделий и техпроцессов, а в ходе повседневного использования системы создавать на основе шаблонов новые файлы заказов, внося необходимые коррективы (обычно небольшие). Для ООО «Алюр» оказалось важным, что применение Zenith TECH позволяет начать работу с системой сразу после обучения конечных пользователей, без каких-либо дополнительных адаптационных настроек системы.
Немаловажен и тот факт, что Zenith SPPS использует общепринятые технологии доступа к информации и обмена данными (рис. 2).
В результате руководство предприятия приняло решение приобрести систему Zenith SPPS с целью дальнейшего использования.
Процесс передачи рабочей версии системы специалистам ООО «Алюр» занял несколько дней. Для приобретения навыков работы с системой технологам и диспетчеру хватило информации, имеющейся в сопроводительной документации; специального обучения не потребовалось. После подготовительной работы, связанной с вводом данных об участках, рабочих местах, видах работ, норм выработки и т.д., было произведено первое пробное планирование реального производственного заказа с горизонтом планирования на две недели. В целом результат оказался положительным: Zenith SPPS можно было использовать для планирования производства в исходном виде.
В ходе дальнейшей эксплуатации системы выяснилось, что основной проблемой при планировании была необходимость указать начало некоторых операций до полного завершения предыдущих. Эта необходимость возникала тогда, когда часть продукции была уже обработана и ее требовалось передать на следующую операцию для минимизации простоев оборудования. На тот момент в Zenith SPPS такая возможность отсутствовала, и каждую следующую операцию можно было начать только после полного завершения предыдущей. На практике же на предприятии существовали операции, которые зависят друг от друга лишь частично и их можно выполнять на разном оборудовании одновременно. Лишь операция более высокого уровня требовала полного завершения всех предыдущих операций.
Предложенный вначале вариант с клонированием операций оказался не очень удобен, поскольку изготовление одного изделия приходилось дробить на два и даже на три изделия, и это при том, что обычный заказ состоит в среднем из 150 позиций, каждая из которых имеет от трех до семи переделов.
Разработчики Zenith SPPS учли данное обстоятельство в очередной версии своей системы. Впоследствии предприятие приобрело обновление до версии 2.1, где набор возможных зависимостей между операциями был существенно расширен (рис. 3). Появилась поддержка наиболее часто применяемых в производстве зависимостей «финиш-старт» и «старт-старт» на всех этапах оперативного планирования и диспетчерского контроля. Кроме того, предлагался широкий список дополнительных условий: начало операции с задержкой или опережением, в определенный день недели, не ранее фиксированной даты и т.д. (рис. 4).
Следовательно, в результате сотрудничества с ООО «АЛЮР» в Zenith SPPS появилась возможность более простого и корректного моделирования следующих процессов:
Данная функция позволила предприятию наиболее точно и правильно моделировать технологический процесс и рассчитывать расписание, а также оказалась полезной и другим предприятиям.
Большинство предприятий полиграфической промышленности довольно полно автоматизировали учет поступающих заказов, склада, бухгалтерии. В настоящее время в связи с ростом конкуренции на рынке полиграфических услуг многие компании этой отрасли начинают задумываться и о грамотной автоматизации производства.
Основными особенностями среднего полиграфического производства можно назвать:
В целом при первичном обследовании предприятия и моделировании пилотного проекта система Zenith SPPS смогла решить основные поставленные руководством предприятия задачи. В дальнейшем при опытной эксплуатации системы был выявлен ряд узких мест, ликвидация которых была успешно проведена специалистами компании «Софф Трейд».
Например, вопрос о запуске заказа на производство при условии наличия всех материалов был решен с помощью одной из инновационных функций Zenith SPPS — безлимитных рабочих мест. Дело в том, что начиная с версии 2.0 в Zenith SPPS существует возможность планирования операций без формирования очереди на выполнение на отдельные рабочие места (технологическая последовательность изготовления изделий при этом сохраняется). Другими словами, на таких рабочих местах можно одновременно выполнять неограниченное количество не связанных между собой операций (рис. 5).
На эти безлимитные рабочие места можно назначать операции, не требующие затрат труда и дорогостоящего оборудования, такие как просушка, отпуск, хранение и др. Но основное назначение безлимитных рабочих мест — моделирование работ по кооперации. В этом случае партнера по кооперации можно представить как одно безлимитное рабочее место или как несколько рабочих мест, из которых как минимум одно — безлимитное.
В случае ООО «Имедженси Принт» операциям по получению и закупке сырья, материалов или комплектующих, как для предприятия в целом, так и для конкретного заказа, было присвоено несколько виртуальных безлимитных рабочих мест. К этим операциям были привязаны последующие технологические операции обработки и сборки. Предложенная «Имедженси Принт» модель позволила внести серьезные оптимизационные изменения в исходный код Zenith SPPS, в результате чего стала возможна имитация одновременного выполнения сотен операций на одном безлимитном рабочем месте.
В настоящее время на предприятии идет переход от опытной к промышленной эксплуатации системы Zenith SPPS версии 2.1.
Основная сложность использования систем оперативно-диспетчерского контроля на предприятиях пищевой отрасли — большая доля поточных производств в технологическом цикле, а также строгие требования по учету сырья и контролю качества продукции.
В связи с этим успешное внедрение MES-решения возможно лишь в связке с ERP-системой (или аналогичной по функциям), поскольку любая MES-система в первую очередь ведет планирование и учет по параметру «время».
На ЗАО «НП Конфил» пошли по пути наращивания мощности действующей системы учета и контроля за счет интеграции с системами сторонних производителей. На предприятии работает система управления данными собственной разработки на базе Microsoft SQL Server.
Основная деятельность предприятия — производство кондитерских изделий: конфеты, шоколад, карамель, мармелад, зефир, вафли. Ассортимент выпускаемых кондитерских изделий насчитывает почти тысячу наименований.
Начиная с 1999 года разработаны и внедрены следующие подсистемы: бухгалтерский и налоговый учет, финансы, кадры, учет материалов и готовой продукции, склады, продажи, маркетинг, планирование, учет затрат на производство, учет работы транспорта, учет в столовой и магазинах, делопроизводство. Для улучшения работы с покупателями планируется автоматизировать процессы управления взаимоотношениями с покупателями и оперативное управление производством с учетом поступивших заявок по ассортименту и срокам.
Система календарного планирования и диспетчерского контроля Zenith SPPS была выбрана для автоматизации производственного участка. После настройки и проведения интеграции с учетной системой Zenith SPPS была запущена в опытную эксплуатацию.
Среди важных вопросов, возникших при внедрении Zenith SPPS на пищевом предприятии, — возможность установки периодических организационных простоев, например для санитарных мероприятий на оборудовании, особенно важных на подобных предприятиях.
Данная проблема сейчас решается с помощью надстройки «Периодические простои», первоначально созданной для поддержки процессов мебельного производства (рис. 6).
Рис. 6. Пользовательский интерфейс надстройки «Периодические простои»
Надстройка применяется для быстрого ввода организационных (запланированных) простоев в случаях, когда необходимо установить особый график работы для одного или нескольких рабочих мест. Надстройка интегрируется с основным программным модулем автоматизированной системы Zenith SPPS.
Работа с надстройкой начинается с создания новой серии простоев, для чего необходимо нажать кнопку Создать новую серию . После этого серия появится в плане простоев. Далее для серии указываются рабочие места, интервал времени, в рамках которого следует расположить простои, длительность каждого простоя и период повторения простоев. Для интервала и периода повторения простоя можно также указать способ измерения длительности: астрономическое (обычное) время или рабочее время производственного подразделения.
При нажатии на кнопку Рассчитать простои происходит расчет и добавление в базу данных простоев, соответствующих параметрам текущей серии. В этом случае после нажатия кнопки ОК простои добавляются в производственное расписание и становятся видны на графике загрузки рабочих мест (рис. 7). Если же расчет простоев серии не был произведен, то после нажатия кнопки ОК сохраняется лишь общая информация о серии простоев. Простои в расписание в этом случае не добавляются и могут быть рассчитаны в дальнейшем.
Резюмируя все сказанное, отметим, что использование Zenith SPPS в различных отраслях отечественной промышленности вполне успешно и оправданно. Своевременный и грамотный учет требований разных предприятий способствует развитию интеграционных качеств системы, что, несомненно, усиливает экономический эффект от ее использования.
Целесообразность внедрения такой системы диктует и ситуация на рынке. Ужесточаются требования госрегулирования и крупных клиентов (в особенности в каучуковом бизнесе), касающиеся прослеживаемости производимых партий продукции, продолжается рост энерготарифов, усиливается конкуренция. В этой связи задачи эффективного управления себестоимостью производства и сокращения издержек становятся приоритетными для сохранения конкурентной способности продукции. MES дает возможность решить эти проблемы. Система предоставит предприятиям набор инструментов, позволяющих более эффективно управлять производством, а корпоративному центру - оперативную информацию для проактивного принятия решений. BASF, DuPont, Ineos и другие лидеры мировой нефтехимии внедрили и развивают у себя MES-системы, расширяя их функциональность для охвата всего операционного менеджмента.
MES нужна для автоматизации производственного менеджмента. Эта система консолидирует в режиме on-line массив данных, поступающих с АСУ ТП, узлов учета и автоматизированных рабочих мест (АРМ) ручного ввода. Прикладные модули системы оперируют всем объемом информации, накопленным в базе данных. Таким образом, происходит обобщение и перевод в удобную для анализа форму всей информации по предприятиям.
При этом MES и ее подраздел LIMS (содержит лабораторную информацию, информацию по контролю качества и т.д.) обеспечат необходимыми данными внедряемую систему ERP, систему управления цепочками поставок и производственную систему. Так, ПСС задействует ряд показателей, позволяющих оценить эффективность производства (ключевой среди них - время полезной работы). MES поможет их рассчитать, избавляя команду от рутинных действий по сбору и обработке цифр, более того, значительно ускоряя эту процедуру, поскольку данные с производственных площадок приходят в режиме реального времени, в удобной стандартной форме. Для ERP и управления цепочками поставок MES передаст данные производственного учета с нижнего уровня (узлы учета и АСУ ТП).
Вообще, вся необходимая для планирования информация становится доступной и однозначно интерпретируемой. Создается единое информационное бизнес-пространство предприятий и дирекции, содержащее актуальную информацию по технологии, энергопотреблению и качеству.
База данных реального времени служит для сбора информации с систем управления технологическим процессом, автоматизированных узлов учета и прочих источников оперативных данных о производстве. В базе крупных предприятий хранятся сотни тысяч параметров и событий. История изменения каждого параметра архивируется как ежесекундно обновляемый временной ряд. К этим данным можно обратиться через приложения, например: технологический мониторинг (о котором ниже) позволяет построить график и ретроспективно увидеть, как меняется конкретный параметр в заданный период. К сохраняющимся в базе данным можно обратиться спустя годы.
Технологический мониторинг и диспетчерское управление - эти модули оперируют всем объемом информации, накопленным в базе данных, позволяя пользователю «держать руку на пульсе» производственного процесса. Для диспетчера предприятия MES сводит с разрозненных заводских систем управления всю информацию в одно «окно», давая обзор состояния предприятия в реальном времени. Диспетчер видит движение сырья, полуфабрикатов, готовой продукции. Он получает тревожные сообщения, показывающие, где ситуация отклоняется от нормальной, и может моментально отреагировать на риск возникновения внепланового простоя или любого другого инцидента. Единая система облегчает координацию между цехами, позволяет ввести функцию «единой диспетчерской» на предприятии.
Первичный производственный учет. Этот модуль автоматизирует создание отчетности. Сегодня на предприятиях производственная отчетность формируется вручную. В этом участвуют десятки специалистов. Автоматизация исключает человеческий фактор, включая в отчет прозрачные и непротиворечивые данные. Всегда есть возможность увидеть, какие исходные данные стоят за каждой цифрой в отчете. Модуль увязывает системы планирования с фактическим состоянием производства. Выполнение плана контролируется в режиме реального времени.
Модуль анализа эффективности производства и энергоснабжения позволяет выявлять зависимости между параметрами технологического процесса, а также установить основные факторы, которые влияют на эти параметры. Так, посмотрев статистику работы установки за несколько лет, технолог может определить оптимальный расход пара для выпуска продукта целевого качества. MES предоставляет технологам и специальные программы, облегчающие установление расходных норм и оптимального режима. Например, связав производственные и энергетические параметры, можно оптимизировать энергопотребление, производя при этом те же объемы продукта того же качества.
Материальный и энергетический баланс . Уже первичный производственный учет позволяет уменьшить ошибки в передаче данных и локализовать потери. Квинтэссенцией производственного учета является сведение согласованного материального и энергетического баланса. Нынешние методы согласования баланса основаны на ряде приближенных расчетов и не позволяют получить достоверных значений по каждому объекту предприятия. К тому же отсутствует прозрачный и объективный механизм распределения общезаводских потерь между цехами и установками, а это мешает идентифицировать потери в месте их возникновения. Задача в том, чтобы обнаружить источники и причины потерь. Планирование и мониторинг потребления энергоресурсов организуются по тому же принципу. MES собирает данные в on-line, агрегирует их и показывает фактическую ситуацию по энергопотреблению. По консервативным оценкам, правильное применение всех модулей MES (вместе с техническим приборным учетом энергоресурсов, грамотными управленческими процессами и системой мотивации энергосбережения) даст сокращение потребления на 3-5%. Это 1-1,5 миллиарда рублей в год по всем предприятиям СИБУРа.
Уже сейчас в дирекции углеводородного сырья каждые 2 часа данные с 24 узлов учета попадают в MES, и каждые сутки сводные показатели загружаются в ERP. В дирекции пластиков и оргсинтеза мониторят с помощью MES выпуск и качество продукции «Сибур-Химпрома». В дирекции синтетических каучуков на «Тольяттикаучуке» также активно используются данные АСОДУ, а топ-менеджеры «Воронежсинтезкаучука» даже попросили вывести данные из системы АСОДУ (оперативного диспетчерского управления) на свои iPad.
Есть предприятия, которые еще до начала корпоративной программы пытались внедрить у себя MES. Это «Сибур-Химпром», «Воронежсинтезкаучук», «СибурТюменьГаз», «Юграгазпереработка», «Тольяттикаучук», «ПОЛИЭФ». В первую очередь, внедрялись самые простые, базовые модули MES. Однако локальное внедрение на каждом отдельном предприятии менее эффективно, чем корпоративная система. А главное, важно внедрять MES вместе с ERP, ПСС и другими корпоративными проектами, которые позволят раскрыть весь ее потенциал.
В рамках корпоративной программы разработано целевое видение функции «Эффективность производства». Определены требования к системам и уровню интеграции, выбраны IT-платформы. Подраздел LIMS внедряется на «Томскнефтехиме», «Тобольск-Нефтехиме», «Тольяттикаучуке» и «Тобольск-Полимере». Разработана дорожная карта внедрения MES/LIMS по всей компании. Первую очередь внедрения предполагается завершить к 2015-му, а вторую - к 2017 году.
Проектируется типовое MES-решение для предприятий СИБУРа. При этом краткосрочные проекты-ускорители внедряются уже сейчас, что позволяет сократить время внедрения MES и продемонстрировать ее работу на реальном производстве. Скажем, на площадке «Сибур-Химпрома» сейчас внедряется модуль «первичный производственный учет». В дальнейшем он будет использован для демонстрации работы системы. Это позволит быстрее получить обратную связь от будущих пользователей и опробовать типовые решения.
Директор функции «Обеспечение информационной инфраструктуры производственных бизнес-процессов» Лев Бондаренко.
Мы активно обсуждаем с предприятиями необходимость автоматизированного сведения материального баланса для повышения эффективности. Поднимать эффективность невозможно без систем контроля за операционной деятельностью (например, важно отслеживать соблюдение расходных норм, величины безвозвратных потерь). Мы предлагаем руководству предприятий усилить контроль за этими показателями: «Есть проблема с потерями? Есть проблема с нормированием? Вот инструмент, который поможет». По нашему опыту, люди сначала относятся к новому инструменту осторожно, а потом жить без него не могут - настолько привыкают к тому, что любая информация по любому производственному объекту доступна на кончике пальца. Причем этот инструментарий востребован на всех уровнях: от базового уровня производственных смен до высшего руководства компании. Сейчас на площадки пришло ощущение, что заказчиком MES/LIMS, прежде всего, выступают они сами. И нам очень важно, чтобы люди не разочаровались. Мы собираем пользовательские требования, проводим глубокие интервью, выясняя, что именно хотят от MES. Эта информация ляжет в основу типового решения - стандарта MES для СИБУРа. Причем в некоторых исключительных случаях (например, в случае процесса «сортировка брикетов по партиям» на производстве каучуков) мы можем для пользы дела немного отступить от стандарта.
Директор по производству дирекции синтетических каучуков СИБУРа Сергей Полонянкин.
Когда я работал на «Тольяттикаучуке», ежедневно пользовался системой оперативного диспетчерского управления (АСОДУ), которая была установлена на производстве бутилкаучука. В системе меня интересовала температура полимеризации, сухой остаток, количество аппаратов в работе, уровень в парках. Все это я мог отслеживать со своего компьютера. Я мог посмотреть, как отработала ночная смена, каковы актуальные параметры в системе, в чем проблемы, если они есть. Это лучше, чем кого-то спрашивать: человек может не понять вопрос или быть недостаточно компетентным, кто-то постесняется или даже побоится сказать правду. А в автоматизированной системе все видно, информация корректна, объективна, представлена в виде графиков. Видны тренды. Я был очень доволен и сейчас выступаю за то, чтобы эта система, хоть она и недешевая, была установлена на других производствах предприятия. Точно могу сказать, что внедрение MES позволит более эффективно вести процессы, постоянно отслеживать наши затраты и объективно, адекватно и более оперативно реагировать на отклонения, которые возможны в работе.
Технический директор «СибурТюменьГаза» Алексей Бикетов.
Внедрение автоматизированной диспетчерской системы было обусловлено необходимостью оперативного получения производственных показателей работы предприятий в режиме оn-line. С внедрением автоматической центральной диспетчерской (АЦД) диспетчеры освободились от рутинной работы по сбору информации по телефонам, факсам и ручного ведения режимных листов. На видеопанели в центральной диспетчерской в Нижневартовске в реальном времени отображается информация по основным производственным показателям работы предприятий «СибурТюменьГаза». А когда диспетчеру доступна самая свежая информация, качество принятия решений повышается в разы. В текущем году реализована автоматическая передача данных по переработке сырья и выпуску готовой продукции из АЦД в ERP СИБУРа, что значительно сократило время занесения информации и риски искажения при ручном вводе.
Егор Соколов, Анастасия Дроздова, Геннадий Метан
ЦЕЛИ ПРОЕКТА
Стратегическая цель проекта - предоставить руководителям предприятий и управляющей компании единую систему получения объективной информации и ежедневного оперативного управления производством металлопроката на предприятиях.
Задачи проекта:
Ситуация до внедрения
Под управлением ООО «УГМК-ОЦМ» объединены предприятия, специализирующиеся на производстве цветного металлопроката ОАО «КЗ ОЦМ», ПАО «РЗ ОЦМ», ЗАО «Кольчугцветмет» (2007-2017). Наряду с продукцией данных предприятий компания реализует прокат АО «Fabrika Bakarnih Cevi» (Сербия, г. Majdanpek).
Все предприятия имеют длинную историю самостоятельного развития и до старта проекта не имели систем управления производственными процессами - в лучшем случае были автоматизированы некоторые функции в виде локальных автоматизированных мест. Бумажные системы учета на предприятиях значительно отличались друг от друга, были на качественно различных уровнях. Отчетность предприятиями готовилась ежедневно в ручном режиме со значительными погрешностями и многократным дублированием в различных отчетах. Расчет заработной платы, учет потерь выполнялся ежемесячно вручную. На предприятиях не велась сквозная маркировка продукции, зачастую цеха представляли собой «черный ящик» для всех остальных служб.
Уникальность проекта
В рамках проекта перед проектной группой была поставлена комплексная задача по повышению культуры производства, выявления слабых мест производства, снабжения руководителей всех уровней достоверной и оперативной информацией о состоянии производственных процессов в цехе, подготовке к централизации системы планирования производством. Без внедрения MES систем решить поставленные задачи на территориально разрозненных предприятиях (от Уральского Региона до Восточной Европы) невозможно. Особенную сложность проекту добавляло, то, что предприятия не имели зачатков автоматизированных систем управления, что потребовало значительных организационных, мотивационных и психологических аспектов проекту.
На проекте были переработана методологии учета металла, разработана единая система прослеживаемости металла и штрихкодирования, выработаны способы учета операций обработки и пр. Методология учитывает большую нестабильность производства - потери при хранении, погрешности измерительных приборов, ошибки маркировки, выход из строя частей информационной системы - все эти факторы не должны останавливать работу системы. Кроме того, проект совпадал со значительной̆ реконструкцией̆ самих предприятий — рушились старые технологические цепочки, создавались новые, постоянно менялся состав цехов. Участие в проекте как российских, так и зарубежных предприятий добавляло в проект необходимость интернационализации системы, учета местных особенностей̆ менеджмента, законодательства и менталитета.
Проектная команда состояла из бизнес-аналитиков, технологов, разработчиков 1С:Предприятие, администраторов, специалистов производственных служб - всего не более 30 человек, которые располагались в различных регионах России и за рубежом.
В рамках проекта был разработано унифицированное специализированное рабочее место - точка учета металла с учетом работы в агрессивных условиях - от уличных мест до мест около плавильных печей с сильной загазованностью и загрязненностью. Все партии устройств были изготовлены на предприятии «Штрих-М». Для облегчения работы сотрудников, работающих на оборудовании в непрерывном режиме, было разработано мобильное приложение, работающее в офлайн и онлайн режимах. Измерительные приборы (стационарные и крановые весы) подключены к системе через самостоятельно разработанные контроллеры.
Система работает в режиме реального времени - все операции непосредственно после их выполнения отражает непосредственный их исполнитель - рабочий или бригадир. Фиксация операций задним числом невозможна, включая исправления, а сам металл на предприятиях не движется без отражения в системе. Сама методика движения металла, маркировка, регламенты обслуживания содержат всевозможные варианты появления неопределенностей, ошибок работников, намеренного искажения информации. На проекте была пересмотрена система управления и мотивации рабочего персонала для отражения в них всех операций сразу после отражения.
Перевод системы в режим реального времени также потребовал многократного резервирования аппаратного и программного обеспечения.
Публикации о проекте
Дополнительная информация к описанию проекта
Дополнительную информацию о проекте можно почерпнуть из приложенных видео-файлов и презентационных материалов (см. п. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ФАЙЛЫ и п. ПУБЛИКАЦИИ О ПРОЕКТЕ).
Результаты проекта
Поставленные перед проектной группой задачи были выполнены - с помощью MES-системы руководство цехов, предприятия и управляющей компании получает исчерпывающую информацию о работе всех цехов всех предприятий в режиме реального времени, производится анализ выполняемых действий - принимаются решения о выполнении улучшений в производстве.
С точки зрения MES-системы решены следующие задачи:
После достижения определенного уровня развития системы руководители осознали, что через изменение MES-системы можно привносить в производство новые веяния, влиять на культуру производства. Информационная система стала неотъемлемой частью производственного процесса и бумажные системы, такие как маршрутные карты, рапорты выработки, уже ликвидированы. Просто внедрив информационную систему таких тектонических сдвигов не достичь, но в наших условиях система является той основой, через которую уже проводятся многие новшества в жизнь заводов.
По мере внедрения системы разработчики получают возрастающий поток пожеланий пользователей — это ли не признак того, что система стала неотъемлемой частью производственной системы. И система постоянно развивается — например, активно повышается мобильность работников: внедряются мобильные терминалы, рассматриваются варианты перехода на электронные бирки и т. д.
