Современные технологии для умного управления производством

На сегодняшний день одна из главных проблем отечественных промышленных предприятий – это низкая производительность труда. Анализируя причины, эксперты в области эффективности производства приходят к выводу, что проблема связана с использованием устаревшей системы организации труда, отсутствием грамотного нормирования и контроля над соблюдением норм, а также слабой привязанностью этих элементов к системе мотивации труда работников. Компания «Солвер» разработала программно-аппаратный комплекс IMPA-киоск, позволяющий реализовать новую уникальную технологию – цифровое ассистирование выполнения производственных процессов.

 

ИСТОРИЧЕСКИЙ ЭКСКУРС

Компания «Солвер», активно участвуя в программах технического перевооружения отечественных машиностроительных предприятий, продолжает развивать авторскую методологию инженерного консалтинга. Ее цель – сделать внедрение новых производственных процессов максимально результативным, а достижение запланированных по его итогам технико-экономических показателей гарантированным. Последние полтора десятка лет методология многократно и успешно реализовывалась на практике и продолжала совершенствоваться.

В начале двухтысячных машиностроительным предприятиям, ставшим на путь модернизации, компанией была предложена система «Три проекта». Путем последовательного выполнения экспериментального проекта, проекта внедрения и затем индустриального проекта система позволяла внедрять действующие прототипы эффективного производства с целью их дальнейшего масштабирования на все предприятие.

Традиционные системы нормирования производственных процессов, которые использовались в машиностроении еще 25 лет назад, были ориентированы на десятилетиями не менявшееся оборудование, такой же по «долгожительству» модельный ряд выпускаемой продукции, патриархальную систему передачи знаний и опыта наставниками. С такими устаревшими подходами соответствовать современным требованиям рынка и сохранять конкурентоспособность сегодня невозможно. Поэтому следующим действенным инструментом, которым инженерные консультанты вооружили предприятия, – нормативные базы новых внедряемых производственных процессов1.

Рис. 1. Впервые IMPA-киоски были представлены год назад на выставке «Металлообработка»В них инженерными консультантами закладывается вся необходимая информация по новым бизнес-процессам производства. Вместе с многотомными подробнейшими описаниями внедряемых процессов, пошаговыми инструкциями их выполнения, руководствами пользователя станками, управляющими программами, нормами расхода режущего инструмента, многой другой необходимой информацией, а также экспертными нор-мативами на новые процессы предприятие получает обучение и сертификацию своих специалистов на уверенное выполнение новых процессов и нормативов. 

Все вместе это приводит к тому, что по итогам внедрения предприятие не только сразу готово к выпуску продукции на новом оборудовании по новым технологиям, но и имеет возможность уже самостоятельно оперативно готовить специалистов, задействованных в них, осваивать другую новую продукцию в сжатые сроки, тиражировать достигнутые результаты на другие участки своего производства.

В прошлом году на выставке «Металлообработка-2013» компания анонсировала IMPA-киоски – программно-аппаратный комплекс, реализующий уникальную технологию HNC2, базирующуюся на использовании нормативных баз, – технологию цифрового ассистирования рабочих цеха при выполнении ими производственных заданий. За прошедший год новая технология усовершенствовалась и расширилась. Был осовременен дизайн IMPA-киосков операторов, к ним добавились терминалы мастера и начальника цеха, что позволило не только расширить информационные и контрольные функции, но и заложить основу для привязки киосков к общей информационной системе предприятия.

Интерактивный киоск-ассистент производственных процессов содержит в себе всю технологическую документацию по проекту, доступную непосредственно на рабочем месте в одно касание экрана. Легкая навигация – залог интуитивного диалога оператора или наладчика с терминалом. Кроме того, возможности системы позволяют дополнять базу знаний свободным по форме и содержанию контентом, вплоть до видеороликов и эскизов карандашом.

 

ТРИ КИТА ТЕХНОЛОГИИ HNC

Технология HNC базируется на трех основных составляющих.

1. Наличие экспертных типовых процессов технологической подготовки производства и производства предприятий (ТППП) производственного рабочего места с обязательным нормированием времени их выполнения экспертом. Обязательным элементом, предшествующим выполнению процессов на производстве, является обучение этим бизнес-процессам производственного персонала, а также их сертификация на способность уверенно повторять нормативы. Это необходимо для стабильного выполнения процессов при выполнении их суточных производственных заданий.

2. Интерактивная поддержка и контроль в режиме реального времени нормативного выполнения суточныхРис. 2. Дизайн IMPA-киосков стал современней, расширился их функционал. На фотографии представлены терминалы оператора станка (а), мастера (б) и начальника (в) цеха заданий на основе контекстного использования экспертных процессов ТППП. Кроме ассистирования человеку терминал осуществляет и его тайм-менеджмент. Используя руководящие документы по нормативным базам, поминутно рассчитываются временные интервалы на каждый подпроцесс. Теперь оператору становится труднее нарушить заданный темп всего производства и отнять на себя машинное время. Дисплей IMPA-киоска постоянно сигнализирует об остатке времени, выделенном по нормативу на текущую операцию. Кроме указателя абсолютной величины – времени, также присутствует мотивационная составляющая в виде цветовой индикации. Если укладываться в нормы по времени, можно быть уверенным, что экран всегда будет зеленого цвета. При отклонении по скорости работы от нормативов – остается ждать желтого или даже красного цвета. А если лимит времени исчерпан – загорается черный цвет. Контроль над их выполнением (с интерактивной отметкой начала и завершения) в соответствии с предусмотренным нормативом осуществляется визуально на экране киоска. Такая цветовая визуализация позволяет оператору в случае несвоевременного «прихода к финишу» вовремя заметить отклонения от норматива и принять корректирующие действия, чтобы завершить процессы в установленные сроки за счет ускорения соответствующих действий на оставшихся до завершения блока процессах. При этом контроль за своевременным «финишем» блока процессов осуществляется также мастером, начальником участка, цеха по сети на экране сводного информационного киоска или компьютера. Таким образом, у руководящего персонала также есть возможность своевременно повлиять на действия рабочих на тех местах, откуда получены сигналы отклонения от нормативов красного и черного цветов, и своими управляющими действиями обеспечить своевременные окончания блоков процессов.

3. HNC-технология позволяет проводить статистический анализ базы текущих прогнозов, выполнения нормативов на всех процессах по всем рабочим местам производства с последующим анализом причин устойчивого появления красных и черных сигналов, т.е. отклонений от нормативов. Итогом этого анализа могут быть изменения в структуре организации работы, например, дополнительное обучение операторов или их замена в случае профнепригодности, улучшение конкретных процессов (вызывающих трудности в их воспроизведении в установленное нормативное время), а также возможное изменение нормативов технологии и иные действия.

Рис. 3. Пример аннотации к руководству пользователя шлифовальным станкомHNC-технология, с одной стороны, эффективно встраивается в функции MES-систем управления производством (модуль «Управление производственным процессом»). При этом надежно обеспечивается выполнение работниками сменных заданий точно в соответствии с нормативами и построенными на их основе планами выпуска продукции из систем управления предприятием верхнего уровня (в том числе и ERP-систем). С другой стороны, IMPA-киоск позволяет наполнить системы управления предприятием актуальными данными о нормативной производительности производственных процессов, а также о том, какие коррективы вносит человеческий фактор («ручные» процессы, например, переналадка).

Именно эти ручные процессы в ненормированном виде дают наибольшую погрешность даже в самые сложные методы производственного планирования. А так как в последнее время серийность производимых изделий уменьшается, количество переналадок оборудования увеличивается, соответственно, возрастает число таких «ручных» процессов, производимых работниками.

Рис. 4. Пример описание работ по установке технологической оснасткиПрименение HNC-технологии в производстве позволит минимизировать затраты рабочего времени на традиционно плохо управляемые ручные процессы, которые существенно удлиняют циклы производства. А в ряде случаев еще и сокращают добавленную стоимость продукции. Так переналадка оборудования может быть сокращена с 40–50% от его возможного рабочего ресурса до 5–10%. Это достигается, например, за счет применения HNC-технологии в совокупности со специальной оснасткой, процессы использования которой «прошиты» в киосках рабочих мест.

Таким образом, HNC-технология позволяет создать на производстве систему числового программного управления действиями рабочего, где числовыми параметрами будут выступать значения временных нормативов и оценки прогнозов их выполнения, а алгоритмом работы – производственные процессы и операции. Такая «система ЧПУ для производственного персонала», объединенная с системой ЧПУ технологического оборудования, позволяет значительно повысить производительность труда на промышленном предприятии.

Какие функции выполняет IMPA-киоск?

Информационно-справочная функция

IMPA-киоск представляет собой интерактивную программно-аппаратную оболочку нормативно-справочной базы (электронную библиотеку), которая располагается непосредственно на рабочем месте. Информация отображается в виде текстов, графиков, таблиц, рисунков, фото-, аудио- и видеоматериалов. В части нормативно-справочной информации – это различного рода инструкции по настройке и ремонту оборудования, по работе с оборудованием, информация по технике безопасности, технологические карты.

Следует отметить, что за счет обмена данными программного обеспечения IMPA-киоска с системами документооборота предприятия, информационно-справочная база заполняется за счет выборки документов нужным образом из имеющихся уже систем.

 

Контрольная функция

Рис. 5. Отображение информации при выполнении процесса «Обслуживание рабочего центра»IMPA-киоск позволяет осуществлять функции контроля иРис. 6. Пример сводной информации о занятости оборудования на экране киоска мастера или начальника цеха самоконтроля. Самоконтроль выполняется непосредственно исполнителем. Оператору на экране киоска отображается норматив выполнения текущей операции и его текущее состояние к нормативу (рис. 5).

Обратная связь от оператора киоска-ассистента позволяет реализовать продвинутую систему контроля и мониторинга со стороны руководящего персонала. Объединенные в единую сеть терминалы в режиме онлайн поставляют информацию в сводный киоск мастера, начальника участка или цеха. Мастер участка отслеживает, на какой стадии выполнения той или иной операции находится каждая единица оборудования (рис. 6), чем заняты или, наоборот, не заняты ресурсы производства. Такие методы позволяют спрогнозировать, кто из операторов не успевает, и своевременно принять меры.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Административно-распорядительная функция

Рис. 7. Отображение информации о выполнении сменно-суточных заданий у руководящего персоналаЧерез IMPA-киоск оператору станка передается алгоритм его действий при выполнении определенной операции процесса ТППП.

С помощью IMPA-киоска можно создавать сменно-суточные задания для рабочих. Это может производиться непосредственно вручную исполнителем (рабочим) на основе информации, полученной извне, либо автоматически за счет синхронизации данных с учетными системами, используемыми на предприятии, и донесением ее до исполнителя через IMPA-киоск.

 

Коммуникационная функция

Рис. 8. Отображение о состоянии оборудования у руководящего персоналаЛюбая причина остановки выполнения операции, будь то поломка оборудования, отсутствие инструмента, заготовки или что-то другое, если она фиксируется в IMPA-киоске, может быть адресована сотруднику или службе, ответственным за ее устранение. Оповещение может быть по электронной почте, телефону или SMS-сообщением. При этом в системе происходит фиксация информации об инициаторе оповещения, причине, адресате сообщения, времени, когда было произведено оповещение. После устранения причины остановки выполнения операции в системе фиксируется время этого факта.

Для возможности оповещения по телефону IMPA-киоск интегрируется с АТС-платформой IP-телефонии, а оповещение по SMS может осуществляться с помощью выделенного GSM-шлюза.

Интеграция со SCADA обеспечивает отображение в виде мнемосхем текущего состояния на производстве, а использование веб-камер позволяет отображать происходящее в цехе в режиме онлайн (рис. 8).

 

Учетная функция

Рис. 9. Отображение режима работы оборудования на информационном киоске оператораВремя, фактически потраченное на выполнение определенной операции, а также фактически произведенное на оборудовании количество изделий (их общее число, годные, бракованные) фиксируется в IMPA-киоске. В дальнейшем эта информация может быть передана в учетную систему предприятия, например, «1С», «Microsoft Dynamics AX» или любую другую, предоставляющую открытый API или использующую документированный формат данных.

 

 

 

 

 

 

 

Аналитическая функция

Рис. 10. Данные о потреблении станком электроэнергии за определенный период могут быть переданы из IMPA-киоска в учетную систему заводаДанные о начале и завершении выполнения каждой операции регистрируются и накапливаются в системе. Также в системе указывается, какая операция, какой работник ее выполняет за какое время. В итоге в системе формируется массив данных об этих событиях. На основе анализа данных массива устанавливаются причины отклонения фактических временных показателей от установленных нормативов, что помогает в принятии решений по их устранению.

Рис. 11. Диаграмма работы оборудования за определенный периодЗа счет интеграции IMPA-киосков со SCADA-системой в ней накапливается информация о состоянии оборудования, режимах его использования. Эта информация в дальнейшем может использоваться при анализе причин возникновения брака продукции, а также при планировании технического обслуживания оборудования на гарантийный и послегарантийный периоды.

 

 

 

 

 

HNC – ТЕХНОЛОГИЯ XXI ВЕКА

Рис. 12. Первые IMPA-киоски были поставлены в рамках проекта внедрения нового оборудования в АО «Мунаймаш»HNC-технология вписывается в любое машиностроительное производство. Любые интерфейсы станков, разные страны производителей машиностроительного оборудования, специфика предприятия и номенклатура изготавливаемых ими деталей – роли для IMPA-киосков не играет. Технология и система терминалов может быть легко масштабирована до любого размера производства.

Сегодня IMPA-киоски ассистируют на производствах таких предприятий, как «Мунаймаш» (г. Петропавловск, Республика Казахстан), «Уфимское моторостроительное производственное объединение» («УМПО»), «Завод Элекон» (г. Казань), «Государственный рязанский приборостроительный завод» («ГРПЗ»), «Комсомольский-на-Амуре авиационный завод имени Ю.А. Гагарина» («КНААЗ»), «Государственное машиностроительное конструкторское бюро «Радуга» им. А. Я. Березняка» (г. Дубна Московской обл.)

Рис. 13. IMPA-киоск оператора на «Заводе Элекон»По сути, новый продукт инженерно-консалтинговой компании «Солвер» HNC-технология на базе нормативных баз и IMPA-киосков – это инструмент для модернизации любого машиностроительного предприятия до уровня информационных технологий XXI века, когда все этапы производства прозрачны и под контролем, когда бумажный документооборот становится попросту неактуальным.

Более подробно с HNC-технологией, нормативными базами и IMPA-киосками можно ознакомиться на стенде компании «Солвер» на выставке «Металлообработка-2014».


1 О нормативных базах «Солвер» подробно можно прочитать в «УмПро/2013» №2(21).

2 От англ. Human Numeric Control – цифровое управление человеком.

 

Версия для печати
Авторы: Радислав Бирбраер, Фархат Багиров, Марат Хазиев, инженерно-консалтинговая компания «Солвер»
Разместить ссылку на: 


Добавить комментарий

Автор: *
Тема: *
Код c
картинки: *

Коментарий: