Внедрение технологий «Индустрии 4.0» на входящем в ТМХ Новочеркасском электровозостроительном заводе (НЭВЗ идет с конца 2018 года. Философия проекта – это цифровизация как по вертикали (от отдельных шагов, операций, процессов, до цифровой модели всего предприятия), так и по горизонтали (от разработки продукта, его производства – до сервиса и ремонта). Цели – внедрение решений «Индустрии 4.0» в операционную бизнес-модель и сквозная цифровизация всех производственных процессов; это повышение загрузки персонала, эффективности системы планирования, работы оборудования, логистики.
Благодарим дирекцию по внешним связям и корпоративным коммуникациям АО «Трансмашхолдинг» за предоставление данного материала.
Автор: Игорь Малакаев, руководитель проекта «Цифровой завод НЭВЗ», на основе выступления на конференции «Информационные технологии в машиностроении».
На первых этапах цифровизации завода мы столкнулись с ограничениями и вызовами, которых не ожидали. Они были связаны с IT-инфраструктурой: возможности серверов не могли справиться с тем потоком информации, который начал поступать. На данный момент они решены и процесс цифровизации продолжается.
Внедряем решения по цифровизации в КТПП (конструкторско-технологической подготовки производства), внедряем IIoT (промышленный интернет вещей), в том числе системы мониторинга загрузки оборудования, его технического состояния, перемещения отдельных деталей и узлов, транспорта, состояния транспорта и др. проекты.
Очень важен процесс цифровизации внутрицехового планирования: этому проекту (внедрение MES-cbcntvs) около 1,5 лет и в конце 2020 года мы планируем его завершить.
Была осуществлена роботизация ряда рабочих мест, в частности, штамповочное производство: мы заменили тяжелый и травмоопасный труд двух штамповщиц двумя роботами. Результат: снижение травматизма до 0%, повышение качества продукции. Принято решение о тиражировании и масштабировании полученного опыта на другие 6 приоритетных участков производства.
Уже полностью реализована 3D-модель завода, который занимает более 12 га. Оцифрованы: строительная часть, инфраструктура, оборудование, все коммуникации. Оцифрованность всех производственных помещений позволяет при технологической подготовке производства двигать любые конструкции в 3D-моделях цехов. Сейчас мы работаем над интеграцией 3D-модели в BIM-платформу.
Еще один реализованный проект – интерактивные электронные технические руководства. Они позволяют в единой оболочке на рабочем месте использовать 3D-модель изделия, анимацию его сборки в любом порядке, конструкторскую и технологическую документацию, ГОСТы, инструкции и т.д. Такой сервис реализован для тех изделий, где мы потенциально можем понести какие-то потери в области качества или там, где есть ротация персонала.
Также ведется работа по цифровому моделированию технологических операций. В ней особое место занимает работа по реинжинирингу: костюм с датчиками одевается на оператора, который эталонно выполняет операции, что в последствии позволяет их моделировать в виртуальном пространстве.
Сейчас мы уже ведем работу по созданию цифрового «двойника» завода.
Много внимания уделяется постпроцессингу, реализуемому по основным станкам с ЧПУ. По нашим оценкам, реализация задач отладки оборудования позволит на 30% снизить затраты времени при подготовке производства.
Сегодня с целью поддержания производственного оборудования в максимально работоспособном состоянии, на НЭВЗ внедряются инструменты вибродиагностики. Работа в этом направлении критически важна, так как выход из строя станков с ЧПУ дорого обойдется предприятию: в частности, ожидание импортных деталей на замену может занять около полугода. В настоящее время ведется вибромониторинг трех станков, в дальнейшем эта практика будет расширена.
Продолжая тему обслуживания, стоит остановиться на внедренной системе управления заявками. Если раньше у нас были журналы оборудования, в которых фиксировались те или иные проблемы, и только в конце дня поступала информация в ремонтные службы, то с внедрением этой системы кратно повысилась реакция служб поддержки, при этом простои постоянно снижаются.
Для повышения точности позиционирования заготовок при производстве изделий из композитных материалов применятся лазерная разметка. Достигаемое в результате более правильное позиционирование лазерной оснастки позволит минимизировать отклонения и отказаться от ручных операций разметки.
На главных сборочных линиях электровозов внедряется система управления производственно-технологическими сборочными линиями электровозов. Она позволяет в онлайн-режиме видеть статус выполнения операций на постах сборки локомотива, принять в случае необходимости корректирующие воздействия и более эффективно загрузить операторов.
Уже внедрено компьютерное зрение при проверке качества собранных узлов, в частности, для контроля правильности электромонтажных работ (распознавание номера провода и номера клеммной рейки). Это позволило снизить временные затраты на контроль качества в десятки раз.
Для повышения эффективности управления запасами материалов и сырья прорабатывается проект «Умный склад» и внедрение системы WMS. Он будет полностью интегрирован в общую цифровую систему НЭВЗ, ожидаемые эффекты – минимизация складских площадей и издержек по соответствующим бизнес-процессам, повышение производительности и точности прогнозирования запасов.
Для успешной реализации целей цифровизации производства требуется охватить системами отслеживания практически все элементы: оборудование, транспорт, персонал, делали и узлы.
Реализована система отслеживания работы производственного оборудования, благодаря которой повышается эффективность использования оборудования. В нее уже интегрировано более 400 единиц производственного оборудования, установленного в цехах НЭВЗ. Система позволяет в онлайн-режиме видеть работу оборудования: если статус по станку окрашен зеленым цветом, то оборудование работает исправно и по программе, если различными оттенками желтого и красного – есть потери, которые требуется устранить. Система работает в режиме «черного ящика», то есть человек не может повлиять на передаваемые данные.
Т.е. система позволяет онлайн контролировать статус работы станка, детализировать причины простоя, накапливать статистику работы и выводить аналитическую информацию. По схожей концепции реализован мониторинг сварочного оборудования, также идет снижение потерь и по этим процессам.
Налажен мониторинг работы внутрицехового транспорта, им уже охвачена вся соответствующая техника: маневровые тепловозы, весь грузовой автотранспорт, автобусы, электрокары и т.д. Результат – снижаются расходы на ГСМ, неэффективный транспорт выведен из оборота. Следующий шаг – алгоритмизация работы транспорта, то есть исключение диспетчерской службы.
Следующий пример выполнения этой задачи - система мониторинга с технологией RFID-меток, как временных (на магнитах), так и постоянных (на скотче). Обработка данных по движению деталей и узлов по заводу позволило повысить эффективность управления ритмичностью их поставки. Электронный интерфейс общезаводской системы управления позволяет через заход в профиль цеха отслеживать весь технологический путь детали или узла.
На стыке всех информационных потоков от внедряемых систем, куда стекается вся информация, находится единый ситуационный центр. Сегодня ведется работа по его интеграции в единый центр уже на уровне головной структуры – ТМХ, куда сходятся данные и с других предприятий холдинга.
Таким образом, завод за два года перешел от стадии реализации пилотных проектов и стадии тиражирования успешных практик к этапу изменения существующих процедур и бизнес-процессов. Наиболее сложный и ответственный этап интеграции всех решений – еще впереди.
В результате реализации проекта планируется достичь повышения эффективности деятельности предприятия на всех участках цепочки создания добавленной стоимости и, как следствие, повышения конкурентоспособности и эффективности бизнес-процессов ООО «ПК «НЭВЗ» с помощью внедрения решений «Индустрии 4.0».
