Расчётный годовой эффект этих проектов в одном цехе может превысить 100 миллионов рублей.
Цифровизация и автоматизация на крупных промышленных предприятиях давно стали объективной производственной необходимостью. Без передовых решений невозможно успешно конкурировать на рынке и достигать целей устойчивого развития. «Азот» продолжает масштабную работу по созданию цифровых двойников производств и наращивает внутренние компетенции в сфере технологического моделирования.
Все самое интересное и уникальное мы публикуем в альманахе «Управление производством». 300+ мощных кейсов, готовых к использованию чек-листов и других полезных материалов ждут вас в полном комплекте номеров. Оформляйте подписку и получайте самое лучшее!
На предприятии началась реализация пилотного проекта по обучению действующих сотрудников цехов математическому моделированию производственных процессов. Группой моделирования технологических процессов был разработан учебный курс в рамках проектной инициативы «Трансфер знаний по основам технологического моделирования», и в ноябре специалисты приступили к проведению занятий.
В пилотной группе пока всего три человека, но для того, чтобы понять эффективность обучения, этого вполне достаточно. В ближайшем будущем из числа своих действующих сотрудников «Азот» получит первых специалистов, которые смогут использовать данный инструмент непосредственно на производстве и с его помощью будут повышать операционную эффективность, улучшать процессы и увеличивать количество внедрённых технических решений.
— Мы начали процесс обучения специалистов нашего завода основам математического моделирования в программном комплексе, — рассказывает ведущий инженер группы моделирования технологических процессов Дмитрий Клепцов. — Производственные площадки часто сталкиваются с необходимостью выполнить ряд специализированных расчётов. Для того чтобы это сделать правильно и быстро, кроме высокой квалификации, необходимо иметь качественные исходные данные, знать свойства веществ и материалов, участвующих в технологическом процессе. Была создана специализированная программа по моделированию технологических процессов. Эта программа содержит в себе огромную базу химических веществ: солей, растворов, чистых веществ, газов и большинство их фазовых состояний. Это позволяет выполнить технологическую симуляцию. Что это значит? Например, при подогреве условного газового потока, зная его компонентный состав и термодинамические условия процесса, мы можем вычислить необходимое количество тепла и подобрать подходящий источник. Инженер, владеющий программой, получает инструмент, который поможет на любом этапе, включая конечную оценку эффективности этого решения.
Первый цифровой двойник на «Азоте» — модель цеха аммиака-2 — функционирует уже около года. Он моделирует физические и химические процессы получения продукции, включает в себя цифровое описание основных аппаратов производственной цепи, позволяет просчитать мероприятия, которые цех только планирует реализовать, и оценить их эффективность. За время работы двойника на производстве аммиака рассчитано 12 технических решений, пригодных для последующего внедрения. По словам Евгения Соколова, руководителя группы моделирования технологических процессов, расчётный годовой эффект в случае реализации этих проектов может превысить 100 миллионов рублей. Сейчас они направлены в среднесрочные планы технического развития с целью формирования программы дальнейшей модернизации.
Такая оценка эксперта впечатляет, учитывая, что оцифрован пока только один цех. Уже в следующем году планируется появление цифровых двойников крупнотоннажных производств: цехов азотной кислоты, карбамида, аммиачной селитры и цеха аммиака-1. Однако с увеличением количества моделей возникает и потребность в квалифицированных специалистах для их использования.
— Цифровой двойник — это эффективный инструмент оптимизации действующих производств, — рассказывает Евгений Соколов. — Но сам по себе он не «волшебная палочка», которая сама всё улучшает и показывает, где нужно подкрутить, чтобы сэкономить. Вернее, он может это показать, но нужно правильно спрашивать. Необходимо дать этот инструмент человеку, знающему технологию, который будет формулировать сценарии, вносить изменения в модель, и тогда инструмент будет работать и выдавать решения. То есть это источник уникальной информации, умея пользоваться которой, можно проверить не только то, что есть, но и то, что может быть. Поскольку диапазон взаимосвязей очень широкий, возможностей применения этой информации тоже очень много. Пример из практики: на одном из участков производства обнаруживается потенциал для локального улучшения, но после его реализации где-то на другом участке процесс неожиданно ухудшается. И приходится возвращать, как было. А двойник позволяет просчитать последствия изменений на конкретном участке для всей цепочки.
Визуализированная составляющая двойника — система мониторинга технологического процесса — для цеха является советником в плане информации. Это возможность получать данные в режиме реального времени — перерасчёт происходит раз в полчаса — и объединять их. Вместе с тем практическое применение может быть реализовано в самых разных плоскостях. Например, при закупке нового оборудования — уже на этапе получения коммерческого предложения с помощью программы можно осуществить проверку и определить, насколько эффективно оно будет работать. Инструмент математического моделирования позволит оцифровать геометрию аппарата, внести в программу параметры всего оборудования и дать экспертное заключение, отвечает ли предлагаемый поставщиком аппарат нашим требованиям или нет, может нести необходимую нагрузку и какой имеет запас на нагрузку. Отсеивая ненужные и выбирая подходящие по характеристикам предложения, предприятие при вложении средств может быть твёрдо уверенным, что приобретённая техника будет отвечать поставленным целям.
— Конечно, инструмент новый, и мы продолжаем его «докручивать» — регулировать, оттачивать и совершенствовать, — продолжает эксперт. — Да и практика его использования ещё не отработана и нуждается в точечных корректировках. Так что настройка и самого программного продукта, и правил его эксплуатации ещё продолжается. Мы составили технические задания на цифровые двойники цехов, запущены процедуры по выбору поставщиков. Компаний, которые могут на высоком уровне выполнять работы по созданию детальных математических моделей производства, в России не так много. Здесь важно понимать, что само понятие «цифровой двойник» модно и востребовано, но немногие понимают, как его на самом деле надо делать и как потом эксплуатировать. Цены на создание цифровых двойников постоянно растут. Можно какие-то работы сделать и самостоятельно, но для этого нужны высококлассные специалисты, человек 6–8 минимум на каждую модель производства с полной занятостью. В нашей группе на данный момент всего пять человек, а мы ещё выполняем работы по техподдержке.
В планах — цифровизация всего «Азота». Предприятие повышает требования к компетенциям специалистов завода и даёт им возможность получить необходимые знания. В дальнейшем объектом моделирования будут являться уже не локальные участки технологического процесса, а вся производственная цепочка, от точек входа сырьевых потоков до узла выдачи готовой продукции. «Азот» заинтересован в том, чтобы вырастить экспертов внутри коллектива. Несмотря на то, что программа позволяет выполнить модель почти любого участка технологического процесса, химическое производство сложно поддаётся описанию через математическую модель и практика применения цифровых двойников в этой сфере не так распространена. «Азот» — один из пионеров внедрения таких инструментов в стране.
— Развитие технологического моделирования на предприятиях химической промышленности идёт медленно и не охватывает всех производств. Смотря на опыт отечественных промышленных лидеров, например, «Сибура», который гораздо раньше нас начал этот процесс, можно констатировать, что и у них это касается лишь отдельных блоков установок, — говорит Евгений Соколов. — Они только недавно начали работу по созданию моделей крупных объектов, но чтобы целью моделирования был весь завод — такое, насколько мне известно, — только на «Азоте».
В этом свете подготовка специалистов до того уровня, который нужен предприятию, становится важнейшей целью. Эксперты группы моделирования в дальнейшем планируют передать разработанный ими курс в образовательные учреждения, включая Центр обучения кадров, для более широкого охвата — специалисты этого профиля в ближайшем будущем будут востребованы на КАО «Азот».
Антон Ганеев
