идёт загрузка...
ОПК 
12 ноября 2020

Информационные системы АО «КТРВ». Внедрение продолжается

Роль и значение современных цифровых технологий

АлексейЧесноковНачальник Центра информационных технологий АО «Корпорация «Тактическое ракетное вооружение»

Развитие систем автоматизации на различных уровнях управления значительно повышает эффективность машиностроительного производства.

В XXI веке одним из основных факторов, определяющих дальнейшее развитие машиностроительных предприятий, является применение современных цифровых технологий на всех этапах жизненного цикла продукции/изделия. Опыт крупнейших компаний, выпускающих вооружения и военную технику, говорит о том, что дальнейший рост эффективности предприятий возможен только при применении инновационных технологий и решений.

Применение систем автоматизации на различных уровнях управления значительно повышает эффективность машиностроительного производства. Большинство производственных предприятий нашей страны активно используют системы автоматизации проектно-конструкторской деятельности – PLM и системы управления ресурсами предприятия – ERP. Эти системы позволяют выстроить процессы управления составом изделия, технологией изготовления, затратами на изготовление продукции, планирования и контроля хода производства. Зачастую автоматизация задач управления производством в системах ERP ограничивается уровнем цеха или участка.

Следующим шагом в цифровизации процессов машиностроительных предприятий является применение систем автоматизации оперативного управления производством на внутрицеховом уровне. В международной классификации подобные системы относятся к классу MES (Manufacturing Execution System). Российские команды-разработчики активно конкурируют с зарубежными программистами и за последние годы вывели на рынок порядка 5-6 программно-аппаратных продуктов.

Следующим шагом в цифровизации процессов машиностроительных предприятий является применение систем автоматизации оперативного управления производством на внутрицеховом уровне.

Более 10 лет на головном предприятии Корпорации «Тактическое ракетное вооружение» (КТРВ) успешно эксплуатируются информационная система управления жизненным циклом изделий – PLM и система управления ресурсами предприятия – ERP. В системе PLM осуществляется ведение электронного состава изделий и копий конструкторской документации. Проводятся работы по созданию полной электронной базы операционно-технологических процессов, включающих нормы времени. В системе ERP обеспечивается ведение финансово-хозяйственной деятельности предприятия, планирования и учета в производстве на межцеховом уровне.

С целью автоматизации задач планирования и учета на внутрицеховом уровне в 2019 г. на головном предприятии Корпорации в подмосковном Королеве стартовал проект внедрения информационных систем MES и SCADA. В качестве опытной площадки был выбран механический цех, имеющий наибольшее количество станков с ЧПУ.

В отличие от системы ERP, учет в которой ведется на межцеховом уровне, система MES предназначена для планирования и учета работ внутри цеха. Ее особенность в том, что информация в систему должна поступать в режиме онлайн. Выдача сменных заданий, учет их выполнения ведется непосредственно на рабочих местах в цехе.

В Королеве Корпорацией используются системы MES и SCADA, разработанные отечественной компанией MESSPACE. Их внедрение преследовало несколько основных целей, среди которых – автоматизация процесса формирования сменно-суточных заданий и графиков работ, обеспечение оперативного уведомления о простое оборудования, обеспечение оперативного мониторинга состояния оборудования, визуализация производственного процесса, получение сводной отчетности о загрузке оборудования.

На практике внедрение системы предусматривает проведение целого ряда работ. Рассмотрим, как это выполнялось в механическом цехе, где в рамках реализации этого проекта в 1-м квартале 2020 г. была смонтирована локально-вычислительная сеть (ЛВС). Cорок станков с ЧПУ оснастили планшетами, на токарной, фрезерной и слесарной группах установили пять терминалов, чтобы рабочие могли осуществлять ввод данных непосредственно на рабочих местах. Установка оборудования в цехе была завершена в апреле 2020 г. Для обеспечения автоматического считывания режимов работы оборудования в реальном времени выполнено подключение станков с ЧПУ к локальной сети и системе SCADA.

В условиях пандемии коронавируса очень важное значение приобрел тот фактор, что?использование MES и SCADA позволяет свести к минимуму прямые контакты между работниками цеха.

В апреле 2020 г. из системы PLM-технология в систему MES была загружена нормативно-справочная информация – номенклатура продукции цеха, утвержденные технологические процессы, а также справочники оборудования и другая справочная информация.

Работа в системе MES требует определенной подготовки персонала, поэтому силами центра информационных технологий предприятия в июне было проведено обучение руководства и работников цеха.

Опытную эксплуатацию начали в июне с наиболее подготовленного подразделения цеха – участка из нескольких станков с ЧПУ одного производителя. Сеть станков, подключенных к MES, постепенно росла, и в июле все они работали в системе. В сентябре к работе в ней подключили всех рабочих цеха, а в октябре система переведена в промышленную эксплуатацию.

Эффект от внедрения MES и SCADA условно можно разделить на краткосрочный (в масштабе цеха и управления производством) и среднесрочный (в масштабе предприятия). Краткосрочный эффект виден уже сейчас. Автоматизация сбора данных со станков с ЧПУ и своевременный ввод информации о ходе выполнения заданий позволяют анализировать загрузку оборудования в режиме реального масштаба времени. В системе отображаются как машинные данные, полученные в SCADA, так и данные, введенные непосредственно оператором оборудования в MES. Появилась возможность проводить сравнительный анализ этих данных и оперативно реагировать на расхождения. Например, система показывает, что рабочий уже начал смену и на станке производится обработка деталей, но задание еще не выдано. По каждой изготовленной детали можно увидеть, какой рабочий выполнял данное задание, в какое время, на каком оборудовании и по какой управляющей программе.

Отчеты за более длительные периоды времени – день, неделю и месяц, отображают сводные показатели о работе оборудования как по цеху в целом, так и по различным группам оборудования. Эти данные позволяют отследить, какое оборудование и сколько времени простаивало, расшифровать причины простоя и представить сводную отчетность руководству для принятия управленческих решений.

Начальник механического цеха Ярослав Тимонин отмечает, что преимущества от нововведения сомнений не вызывают. «Простой пример: не выходя из кабинета, я могу в любой момент времени получить информацию о выданных сменно-суточных заданиях и о ходе их выполнения, – говорит он. – Кроме этого, система позволяет в

онлайн-режиме отслеживать, на какой производственной операции находится та или иная деталь. Что очень важно, все эти данные хранятся на сервере, и мы можем посмотреть статистику за любой период времени: день, неделю, месяц».

«Оперативная информация о ходе производственного процесса в сочетании с возможностью быстро получить нужные статистические данные дают нам возможность в режиме реального времени контролировать работу цеха и при необходимости вносить корректировки», – отметил Ярослав Тимонин.

В условиях пандемии коронавируса очень важное значение приобрел тот фактор, что использование MES и SCADA позволяет свести к минимуму прямые контакты между работниками цеха.

В долгосрочной перспективе такая отчетность, полученная в масштабе участков и цехов, поможет при принятии решений об увеличении парка оборудования. Анализируя сводные данные за год, можно отследить пиковые нагрузки, планировать цикл изготовления деталей с использованием механизма распределения мощностей. Система покажет наиболее длительные простои оборудования, растягивающие производственные процессы.

Эксплуатация систем началась, но работы по автоматизации процессов внутрицехового управления на этом не останавливаются. В текущем году будет выполнена интеграция системы MES с учетной системой предприятия – ERP. Информация о приходе заготовок на основании рапорта цеха из системы ERP будет ежедневно передаваться в систему MES для формирования оперативного плана цеха на основании плана завода на месяц.

В следующем году развитие информационных систем MES и SCADA будет продолжаться в части расширения функциональности: из базы данных СОЮЗ-PLM будут загружены чертежи и 3D-модели, появятся новые модули, такие как заявки на инструмент, качество и др. Планируется и тиражирование системы в цеха предприятия: заготовительный, механосборочные и другие. В итоге внедрения сформируется единое информационное пространство, позволяющее сделать процесс управления производством прозрачным и более эффективным.

Аналогичные потребности в автоматизации задач управления производством на внутрицеховом уровне присутствуют на многих производственных площадках КТРВ. Успешный опыт головного предприятия в Королеве будет использован в масштабах всей Корпорации.

Назначение систем SCADA и MES:

• Ежедневное планирование работ по участкам и отдельным единицам оборудования с учетом плана цеха на текущий период.

• Диспетчеризация и учет выполнения работ, визуализация производственного процесса в реальном времени.

• Получение информации о реальной загрузке и причинах простоя оборудования в производстве.

• Автоматизация формирования отчетных документов (сменно-суточные задания, различные производственные журналы).