Дмитрий Мартынов, официальный представитель Infor в России и СНГ
Первая промышленная революция призвала на службу человечеству энергию воды и пара.
Вторая — наладила массовое конвейерное производство с использованием электричества. Отправную точку четвертой промышленной революции создала ее предшественница, обеспечившая повсеместное внедрение компьютеров и автоматизации. Все это в ближайшей перспективе будет дополнено интеллектуальными автономными системами, которые станут активно использовать огромные массивы данных и алгоритмы машинного обучения для повышения эффективности производства.
Индустрия 4.0 оптимизирует итоги третьей промышленной революции
По оценкам Всемирного банка, Индустрия 4.0 способна принести мировой экономике до 30 трлн долларов США. Аудиторская компания KPMG со ссылкой на MarketsandMarkets Research прогнозирует, что объем рынка соответствующих технологий уже к 2022 году достигнет 152 млрд долларов США в годовом выражении. Откуда такие цифры и почему все говорят о четвертой промышленной революции?
Все очень просто. Массовая компьютеризация, которая пришла вместе с Индустрией 3.0, привела к революционным изменениям и существенно повысила производительность труда огромного количества работников в самых разных сферах экономики. Концепция Индустрии 4.0 предполагает, что компьютеры и компьютерные системы будут взаимодействовать друг с другом и принимать решения без участия человека. Сочетание возможностей киберфизических систем, Интернета вещей (IoT) и Интернета систем составляет основу Индустрии 4.0 и «умных» производств.
По такой концепции системы будут поглощать и обрабатывать огромные объемы данных, становиться «умней» и увеличивать эффективность промышленного производства.
Среди основных элементов Индустрии 4.0 сейчас выделяют:
- большие данные и аналитику;
- искусственный интеллект, машинное обучение и автономных роботов;
- моделирование и симуляторы;
- облачные вычисления;
- Интернет вещей;
- информационную безопасность;
- производство с помощью 3D-печати;
- дополненную реальность.
Многие элементы из этого списка уже сейчас используются промышленными предприятиями. Постепенное внедрение все новых и новых инструментов позволит создавать полностью цифровые производства. Но даже отдельные компоненты Индустрии 4.0 помогают добиться заметного роста эффективности бизнес-процессов, работы цепочек поставок и взаимодействия с партнерами и поставщиками.
Индустрия 4.0: сферы применения
Безусловно, вариантов использования возможностей Индустрии 4.0 очень много. Перечислим основные направления и сферы применения.
Поиск и выявление новых возможностей Подключенные устройства, всевозможные датчики, машины и станки, собирают существенные объемы данных. Эти данные можно использовать для выявления отклонений в производительности и техническом состоянии оборудования. С другой стороны, анализ поступающих данных позволяет выявлять скрытые зависимости и тенденции, которые специалист-аналитик не в состоянии обнаружить в разумные сроки. Технологии Индустрии 4.0, например прогнозная аналитика, дают возможность быстро и с высокой отдачей оптимизировать различные процессы, точно указывая точки, которые требуют особого внимания. На этом строится современная система профилактического обслуживания машин и транспорта, предотвращающая поломки. Оптимизация расхода производственных материалов, позволяющая максимизировать выход или добиться оптимального состава сплавов и снизить количество брака.
Оптимизация логистики и цепочек поставок Автоматизация работы с поставщиками и партнерами, контроль складских остатков с помощью систем учета и подключенных устройств — все это позволяет избежать ситуаций, которые потенциально могли бы привести к простою производственных линий. Элементарный учет погодных условий позволяет своевременно корректировать графики поставок и проактивно менять производственные планы.
Автономное оборудование и транспорт
Некоторые компании уже используют на погрузочных участках автономные краны и автопогрузчики. Это позволяет увеличить пропускную способность участков.
Роботизация
Роботы находят свое применение как на сборочных линиях, так и на современных складах. Яркий пример — роботизация складов в Amazon.
Индивидуальное производство (3D-печать) Технологии 3D-печати совершенствуются все больше. Теперь они применяются не только для прототипирования, но и для изготовления реальных продуктов. Предполагается, что со временем широкое внедрение Индустрии 4.0 позволит перейти к автоматизированному индивидуальному производству — то есть от массового производства стандартных компонентов и деталей к выпуску мелких партий индивидуально спроектированных деталей или узлов для каждого отдельного заказчика.
Интернет вещей и облачные технологии
Ключевой элемент и основное связующее звено во всей концепции Индустрии 4.0 — это Интернет вещей, который связывает воедино «умное» оборудование и машины, датчики, сенсоры и программные решения. В сочетании с возможностями облака по хранению и обеспечению доступности данных это позволяет не только эффективно управлять внутренними операциями, но и использовать накапливаемые данные для дальнейшей оптимизации процессов, поиска новых решений и возможностей.
Индустрия 4.0: реальная практика
В России практики Индустрии 4.0 постепенно внедряются в самых разных отраслях: в пищевой промышленности, фарминдустрии, нефтедобыче, тяжелом машиностроении, производстве оборудования.
Один из показательных примеров постепенного перехода к использованию технологий Индустрии 4.0 на производстве — недавний проект, реализованный заводом нефтегазового оборудования «ТЕХНОВЕК» и интегратором «ФРОНТСТЕП». Внедренное решение получило награду «Проект года» от портала Global CIO.
«ТЕХНОВЕК» обеспечивает полный цикл производства нефтегазового оборудования от проектно-изыскательских и опытно-конструкторских разработок до изготовления, поставки и сервисного обслуживания. Заказчики завода — «Роснефть», «Лукойл», «Газпром нефть» и другие крупные нефтегазодобывающие компании.
Поставки обычно проводятся на конкурсной основе. Рыночные условия создают жесточайшую конкуренцию. Поэтому для предприятия крайне важно обеспечить надежный контроль выполнения обязательств по договорам, снизить себестоимость продукции, добиться большей гибкости при проектировании, увеличить общую пропускную способность производства и повысить производительность.
Все эти задачи удалось решить за счет создания комплексной системы управления предприятием на базе решения ERP Infor CloudSuite Industrial (ERP SyteLine) и интеграции решения с существующими программными продуктами.
Прежде всего была автоматизирована и систематизирована подготовка производственной нормативно-справочной информации — созданы ресурсная модель производства предприятия; структуры изделий с модификациями; справочник ТМЦ с группировкой по управленческой, финансовой и производственной аналитике; справочники клиентов, поставщиков и партнеров.
Интеграция ERP Infor CloudSuite Industrial с системой управления жизненным циклом изделия «Лоцман» позволила обеспечить автоматизированную синхронизацию общих справочников, передачу из PLM в ERP полного набора данных, в том числе в режиме проведения конструкторско-технологических изменений.
В области снабжения был налажен строгий учет ТМЦ по партиям и серийным номерам, выстроены процессы формирования и управления заказами для поставщиков, управления и учета приходов и возвратов, инвентаризации запасов по складам, местам складирования и партиям. Теперь на предприятии реализованы учет движений запасов по фактической стоимости и управление ценообразованием в заказах для поставщиков.
Внедрение решения также автоматизировало процессы сбыта: прием и управление заказами клиентов, отгрузки и возвраты по заказам, управление ценообразованием, расчет себестоимости заказов.
И ключевой момент: с помощью комплексного решения теперь обеспечивается учет хода производства. Формирование, управление и комплектация заданий на производство (ЗНП). Формирование плановой прямой производственной себестоимости. Учет хода производства по ЗНП и производство деталей и сборочных единиц на основе прогнозов.
Таким образом, за счет сбора, учета, анализа и использования данных по бизнес-процессам и технологическим процессам в масштабах всего предприятия компании «ТЕХНОВЕК» удалось реализовать управление производством в соответствии с концепцией Индустрии 4.0.
Помимо этого, у проекта есть еще одна уникальная особенность. По запросу заказчика интегратор на основе ERP SyteLine реализовал работу сразу двух систем планирования — MRP (Material Requirements Planning) и APS (Advanced Planning and Scheduling).
Соответственно, оперативно-производственное планирование закупок и производства в ежедневном режиме осуществляется по стандарту MRP. Теперь для этого используются качественные нормативные и оперативные исходные данные из ERP-системы. В рамках производственного планирования проводится расчет обеспечения потребностей предприятия, основанный на объективных планах производства и снабжения. Заказы для службы снабжения составляются с учетом сроков поставки (времени опережения), а задания на производство поступают в производственные цеха сразу с технологическими маршрутами на изготовление изделий.
Система синхронного планирования производства APS используется в качестве альтернативного метода планирования. Она нужна для предупредительных и корректирующих действий, касающихся производства. Возможности модуля, встроенного в ERP, позволяют использовать сценарное моделирование «что-если» для прогнозирования различных ситуаций. С его помощью производится оценка рисков.
Основная задача такого моделирования — выявление узких мест для дальнейшей «расшивки», то есть устранения потенциальной или уже существующей проблемы. Моделирование производится при изменении портфеля принятых заказов (производство под заказ, со множеством модификаций), смене технологических маршрутов, переналадке станков, внесении корректировок в график работы, при появлении потенциального крупного заказа с жестким сроком отгрузки, возникновении планов по установке нового оборудования, смене поставщика и в других подобных случаях. Каждая из перечисленных ситуаций может вызывать перемещение узких мест внутри производственного цикла или стать причиной других изменений, способных повлиять на сроки производства и себестоимость изделий.
В итоге за полгода с момента начала промышленной эксплуатации комплексной системы управления предприятием удалось добиться следующих результатов:
- пропускная способность производства выросла на 8%;
- операционные издержки снизились на 11%;
- уровень складских запасов уменьшился на 27%;
- время выполнения заказов сократилось на 7–8%;
- повысился показатель выполнения договорных обязательств по датам отгрузки продукции;
- себестоимость выпускаемой продукции снизилась в среднем на 10–12% за счет снижения издержек на персонал (трудоемкости) и использования точных информационных данных в бизнес-процессах предприятия;
- комплектация производства обеспечивается на 100% благодаря страховым складским запасам и бесперебойному обеспечению материалами под заказ.
Эволюция цифровизации, возникновение экосистемы взаимосвязанных цифровых систем, которые непрерывно собирают данные с производственных линий, со складов, из транспортных подразделений и бизнес-служб предприятия, позволяют перейти к промышленному производству нового типа. Более гибкому, динамичному, способному оперативно реагировать на изменения самых разных параметров в любой точке технологического или бизнес-процесса.
Дополнительный уровень гибкости и возможностей по обработке и использованию данных создает точки роста: сокращение затрат и снижение себестоимости, повышение производительности и предотвращение простоя линий. И это только начальный этап, на котором задействуются лишь отдельные элементы Индустрии 4.0. По мере добавления других компонентов эффект будет нарастать, и уже в ближайшем будущем мы сможем увидеть примеры полной трансформации производства в духе Индустрии 4.0.