Как упоминалось ранее, для перехода к цифровому предприятию, нужно провести общую цифровизацию и интеграцию производственных и прочих процессов по вертикали, начиная от разработки продуктов и заканчивая производством, логистикой и обслуживанием в процессе эксплуатации. Однако существует и необходимость проведения горизонтальной интеграции, которая выходит далеко за пределы одной организации и охватывает как саму фирму, так и ее партнеров, поставщиков и клиентов.
Проведение цифровой трансформации с использованием разнообразных современных технологий должно базироваться на соответствующей цифровой платформе. Под цифровой платформой понимается совокупность цифровых данных, моделей и инструментов, информационно и технологически интегрированных в единую автоматизированную систему управления целевой предметной областью, кроме того данная платформа должна организовывать взаимодействие заинтересованных субъектов между собой.
Вокруг каждой цифровой платформы зарождается соответствующая экосистема цифрового предприятия, включающая в себя поставщиков ресурсов и комплектующих, потребителей, а также сервисные и эксплуатационные службы. Важно также, что при этом все данные об операционных процессах, их эффективности, управлении качеством и операционном планировании доступны в режиме реального времени в интегральной сети организации.
Обобщая все вышесказанное, кардинальное увеличение объемов производства и ценности предприятия, а также его конкурентоспособности на рынке возможно только при условии комплексной цифровой трансформации всех бизнес-процессов.
Цифровая трансформация производственной системы
Современный мир стремительно меняется, идет экспоненциальный рост объема информации во всех сферах жизни. С 2020 года объем информации в мире увеличился кратно при этом ускоряется и её устаревание. Мир давно живет в новой цифровой реальности. Как выжить в постоянно меняющемся мире? Ответ один – трансформировать свой бизнес, применяя цифровые технологии.
Глобальная тенденция требует перехода на цифровые методы управления, сегодня уже невозможно создать современный высокотехнологичный продукт без применения цифровых технологий.
Цифровые технологии уже стали частью в мировых компаниях, с которыми мы общаемся и реализовываем совместные проекты. Мы активно работаем не только в России, но и в других странах мира, поэтому просто обязаны обладать всеми возможными конкурентными преимуществами, чтобы уверенно себя чувствовать на рынке. Выход на международный рынок по-прежнему остается стратегической задачей, мы продолжаем участвовать в различных конкурсах по всему миру, и конкурентная борьба очень жёсткая.
Процесс цифровизации производственных комплексов ТМХ в России является тенденцией перехода на цифровые методы управления и наш холдинг не является исключением. Программа цифровой трансформации в ТМХ стартовала с конца 2017 года и ориентируется на внедрение технологии «Индустрии 4.0», которая подразумевает существенное расширение сферы цифровизации и роботизации производства. Это не просто проекты – это следующий этап в развитии холдинга.
Цифровые технологии — уже не показатель современности, а рабочий инструмент, который ускоряет и облегчает процессы. Поэтому мы внедряем «цифру» везде: при конструировании, во внутренних управленческих процессах производстве, в логистике.
Трансмашхолдинг был одним из пионеров цифровизации в машиностроении. Мы придерживаемся конкретных целей, одна из ключевых – это быть ближе к заказчику. ТМХ уже научился повышать эффективность производственных процессов, устраняя потери с использованием методологии бережливого производства.
Основными направлениями цифровой трансформации этих процессов стали:
- Разработка и настройка единой цифровой платформы ТМХ. Реинжиниринг и цифровизации процессов разработки и создания техники.
- Создание цифрового двойника изделия и производства, процессов жизненного цикла изделий, построение умных моделей производственных средств.
- Промышленная автоматизация и применение перспективных производственных технологий. Создание системы контроля производства в реальном времени (пассивный и активный контроль), идентификация изделий и производственных средств, обеспечивающих жизненный цикл изделия и послепродажного обслуживания.
- Интеграция систем разработки, моделирования, управления и аналитики на базе цифровых двойников, развитие их с помощью инструментов дополненной и виртуальной реальности и применение элементов искусственного интеллекта для управления производством.
В настоящий момент в холдинге реализуется более 100 проектов и цифровых инициатив. Большая часть проектов цифровой трансформации сконцентрирована в контуре непосредственно производства, т.к. именно в нем заложен высокий потенциал роста.
Для минимизации рисков и расходов ТМХ использовал подход прототипирования и обкатки решений на производственных площадках холдинга, которыми стали наиболее готовые к этому предприятия холдинга: НЭВЗ (Новочеркасский электровозостроительный завод), ТВЗ (Тверской вагоностроительный завод) и БМЗ (Брянский машиностроительный завод).
За последнее время часть проектов успешно завершена, созданные решения переведены в промышленную эксплуатацию. Важно, что решения встроены в технологию производства и приносят ожидаемый бизнес-эффект, например, в части подготовки производства было реализовано несколько проектов в:
Цифровизация – это внедрение современных цифровых технологий в различные сферы жизни и производства.
В конце 90-х годов XX века в мире начали говорить о технологиях IoT и цифровой экономике, тогда как в России в это время только начали появляться первые мобильные телефоны. С тех пор прошло более 20 лет, и интернет вещей стал для нас привычным явлением: практически у каждого есть дома умные устройства, которых во всем мире насчитывается уже более 26 миллиардов единиц, а у нас только за последний год было куплено почти 20 миллионов SIM-карт для IoT-оборудования.
Цифровизация в глобальном плане представляет собой концепцию экономической деятельности, основанной на цифровых технологиях, внедряемых в разные сферы жизни и производства. И эта концепция широко внедряется во всех без исключения странах.
Технологии цифровизации успешно внедряются и в России на протяжении последних лет. Но если процесс запущен уже давно, то почему мы не видим его масштабов? Все просто: один из показателей успешной глобальной цифровизации – это открытая информация, которая меняет социальные, политические и бизнес-процессы и приводит к улучшению качества жизни.
Почему это не работает в России глобально? Есть один маленький нюанс: чтобы цифровизировать всю страну, нужно для начала ее всю электрифицировать. Многим людям, например, сложно объяснить, в чем преимущество умного холодильника, который сам проверит свежесть продуктов и при необходимости закажет новые. Особенно если эти люди все продукты хранят в погребе и жгут керосинку. Современные технологии им попросту не понятны.
Если мы не можем говорить о глобальной цифровизации страны, то почему используем выражение «настала эпоха перемен»? Перемены действительно идут. Умные бытовые приборы сами о себе заботятся, информация раскрывается, производственные процессы контролируются машинным зрением, роботы заменяют человека на вредной работе. Но все вот это работает, только если вы живете в крупных городах России, где хотя бы электричество и вышка сотовой связи есть. Эпоха перемен идет в пределах крупных городов и промышленных центров. А дальше, как обычно, все сложно.
Глобальная цифровизация – звучит внушительно. Расскажем простыми словами, что это такое и почему это хорошо для всех?
Для начала разделим нашу жизнь на составляющие. Мы все зависим от эффективности работы правительства, покупаем товары и услуги в интернете и оффлайн, общаемся и используем информацию. Цифровизация делает все эти процессы более простыми.
Где применяется цифровизация прямо сейчас:
- в быту;
- на производстве;
- на работе;
- в государственных структурах;
- в бизнесе.
Бытовая цифровизация для большинства давно стала понятной и привычной. И речь не идет о каких-то навороченных и дорогих системах вроде «умного» дома – даже обычная мультиварка с управлением по Wi-Fi, которая есть у многих, является ярким примером бытовой цифровизации. Многие люди часто используют еще одну цифровую систему – сигнализацию. Специальный датчик следит за тем, есть ли в квартире посторонние, и в случае их обнаружения сигнализирует на пульт дежурному. Есть и более сложные системы, которые блокируют выходы из помещения в случае вторжения.
Производственная цифровизация занимается сокращением монотонного физического труда для человека, организовывает и контролирует трудовые и производственные процессы и обеспечивает безопасность сотрудников компании. Допустим, простой рабочий идет на свое место к станку, но почему-то включается сирена, а самому сотруднику сообщают о нарушении техники безопасности. Это «умная» система видеоаналитики заметила, что работник вошел в цех без каски, подала сигнал и спасла человеку жизнь.
«Умные» системы при помощи машинного зрения выявляют бракованные детали, а система видеонаблюдения следит за соблюдением техники безопасности. Такие же системы применяются в непроизводственных компаниях и даже в маленьких офисах.
Государство внедряет цифровизацию во все свои вертикали. Система анализа данных давно уже эффективно используется в исполнительной власти. Яркий пример – розыск преступников с использованием онлайн камер на улицах или возможность отправить обращение в нужные инстанции по интернету. Одна из главных заслуг цифровизации государства – это снижение количества бумажной волокиты и бюрократии при оформлении документов. Справки и паспорта можно заказывать через приложение, там же хранить и обновлять все данные.
Единственная опасность цифровизации – в снижении важности человека во многих процессах и вероятное исчезновение в будущем целых профессий, с которыми лучше будут справляться роботы.
Как быть конкурентным?
Цифровые технологии полностью изменили мир, в том числе промышленный. Они открывают широкие возможности по реализации перспективных идей. Эксперты отмечают, что цифровизация и роботизация промышленности – реальный, а зачастую и единственный шанс быть конкурентоспособными. Для сравнения по уровню: в России сейчас на 10 тыс. работников приходится 4 робота, в Словении – 10, в Китае – 100. Преимущества цифровизации на примере этих данных очевидны. Для инженеров цифровизация означает появление новых решений сложных задач.
Рис. 1. Этапы возникновения потерь информации и времени при реализации проекта с использованием традиционных технологий
Что такое «Цифровая фабрика»?
Для промышленности будущее – за цифровыми фабриками — системами комплексных технологических решений, которые обеспечивают в кратчайшие сроки проектирование и производство конкурентоспособной продукции. Они включают в себя такие процессы как моделирование и создание цифрового двойника (Smart Digital Twin). Моделирование предлагает единственное решение, сочетающее в себе самые передовые инновации, надежность, быстрый выход на рынок и прибыльность, достигаемую путем контроля затрат. Созданные с помощью моделирования цифровые двойники могут быть полезны бизнесу, обеспечивая возможность прогнозного обслуживания, увеличение срока службы продукции и внедрение инноваций.
Рис. 2 Цифровое моделирование
Рассмотрим это подробнее. Цифровая фабрика – это оцифрованная копия ГОК, карьера, завода, оборудования с возможностью описания процессов управления и логистики. Инженеры могут моделировать процесс загрузки и разгрузки материалов. При помощи специальных программ возможно менять температурные условия, нагрузку, мощность оборудования, моделировать различные ситуации – вибрацию, удары, усталостную нагрузку, и оценивать работу оборудования, прогнозируя опробовать работу интеллектуальных устройств, начиная с уровня микросхемы и заканчивая воссозданием условий, которым устройства будут подвергаться. Анализируя цифровую модель, можно оптимизировать расположение оборудования, методы транспортировки, выявления «узких» мест. Это позволяет избежать проведения натурных испытаний в реальных условиях и доработок оборудования и уже на стадии проектирования выявить ошибки и минимизировать риски.
BIM-моделирование при проектировании промышленных проектов
Одна из технологий создания цифровой фабрики – BIM (Building Information Modeling). Она уже становится обязательной к использованию в строительстве: понятие цифрового моделирования закреплено в Градостроительном кодексе, постановление об информационном моделировании подписано в сентябре 2020 года. Эксперты отмечают, что компании, не использующие цифровые технологии в своей работе, в скором времени станут неконкурентоспособными.
Рис. 3. Связанные процессы в BIM-технологии
Почему?
Преимущества от использования BIM-технологий выражаются весьма ощутимыми цифрами. Снижение затрат при проектировании – до 20%, экономия времени на исправление ошибок в проектной документации. Специалисты НПО «Аконит» подсчитали, что при использовании BIM-технологий сроки проектирования могут сократиться до 2-3 дней (при соблюдении ряда других условий, в том числе использовании в проектировании базы унифицированного оборудования).
Точность планирования бюджета возрастает в 4 раза, что является одним из решающих факторов при принятии решений по реализации крупных проектов. Изменение стоимости проекта всегда было «слабым» местом и для инвесторов, и производителей. Иначе говоря, цифровые технологии прямо экономят деньги и делают будущее менее туманным.
Рис. 4 Проектирование промышленных объектов в программе Inventor AUTODESK
Одна из самых впечатляющих цифр – это экономия затрат на 90% на этапе координации и согласования проекта. А как известно, успех проекта и эффективность работы очень сильно зависят от уровня взаимодействия заказчика и компании-проектировщика. В 2020 году НПО «Аконит» реализовал интересный проект в области проектирования с использованием цифровых технологий с иностранной инжиниринговой компанией. Была создана совместная директория, синхронизированы программы и инструменты и все участники (заказчик – проектный подрядчик и НПО «Аконит» как производственник и инженерная компания) вели проектирование в режиме он-лайн. Обсуждали детали, вносили правки, максимально синхронизировались и таким образом экономили время на согласовании и проектировании. И с помощью цифровых технологий «вписали» спроектированное оборудование — реклаймер — в склад, предоставив заказчику возможность увидеть – как он будет работать.
Рис. 5 Так выглядит цифровая модель конвейерного оборудования в программе Inventor AUTODESK
Стандарты и уровни детализации BIM
Но только на использовании BIM-технологий рынок не останавливается. Чтобы облегчить и упростить взаимодействие с подрядчиками НПО «Аконит» совместно с заказчиками разработал специальный открытый BIM-стандарт промышленного оборудования, где описаны регламенты взаимодействия и условия эффективной работы оборудования. В том числе в стандартах обозначены ключевые параметры, на которые должны обращать внимание заказчики при согласовании проекта, прописана необходимость согласования чертежей оборудования и 3D-моделей, чтобы исключить риски внесения изменений в проект уже на этапе установки готового оборудования.
Рис. 6 Описание процесса реализации проекта в BIM
Таким образом цифровая фабрика сегодня – уже не просто красивые картинки, которые можно показать на выставках или конференциях. Это реально работающая технология, которая помогает выстроить эффективную во всех отношениях работу заказчика и исполнителя, положительно сказывающаяся на сроках окупаемости проекта, внутренней норме доходности и других финансовых показателях.
Левенцов В.А.
Левенцов А.Н.
ФГАОУ ВО «Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева»
ЧОУ ВО «Санкт-Петербургский университет технологий управления и экономики»
В настоящей статье поставлена задача определения роли цифрового проектирования изделий и процессов производства как фактора повышения эффективности. Обоснован повышенный интерес к цифровой экономике в нашей стране, обусловленный низкими темпами цифровизации, а также предоставлением возможности как компаниям, так и странам занимать лидирующее положение на ключевых направлениях социально-экономического развития. Рассмотрены этапы становления цифровой экономики и их характерные черты. Показано, что постепенный переход к «умным фабрикам» на четвертом этапе цифровой экономики будет характеризоваться полностью автоматизированными производствами, которые будут реагировать на меняющиеся внешние условия, оптимизируя при этом производство своей продукции. Указаны основные проблемы, обусловленные реализацией программы цифровизации экономики. Переход к «Индустрии 4.0» высвечивает одну из основных проблем современной экономики – проблему занятости населения, обусловленную переходом к полностью автоматизированным производствам. Необходимо учитывать и снижать уровень негативного воздействия этой и других проблем. В работе предложено использовать для нашей страны азиатскую модель интенсивной цифровизации, которая требует системных, эффективных усилий формирования конкурентоспособной цифровой экономики. Результаты исследования позволяют сделать вывод о том, что использование этой модели, а также учет и снижение уровня негативного воздействия этих проблем позволит ускориться темпам развития как цифровой экономики, так и экономики в целом.
3. Амелин С.В., Щетинина И.В. Организация производства в условиях цифровой экономики // Организатор производства. 2018. Т. 26. № 4. С. 7–18.
7. Нуреев Р.М., Карапаев О.В. Три этапа становления цифровой экономики // Вопросы регулирования экономики. 2019. Т. 10. № 2. С. 6–27.
8. Уколов В.Ф., Афанасьев В.Я., Черкасов В.В. Ключевые эффекты цифровизации и возможные потери // Вестник университета. 2019. № 8. С. 55–58.
9. Белозерова С.М. Цифровая экономика Российской Федерации 2024 // Перспективы и проблемы развития цифровой экономики в России: материалы семинара «Реалистическое моделирование» (Москва, 13 октября 2017 г.). М.: Совет Федерации Федерального Собрания Российской Федерации, Аналитическое управление Аппарата Совета Федерации Федерального Собрания Российской Федерации, экономический факультет Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова, 2017. С. 11–25.
10. Бабанов В.Н. Факторы и проблемы развития цифровой экономики в России // Известия ТулГУ. Экономические и юридические науки. 2017. № 4–1. С. 257–262.
Если сравнить темпы цифровизации в нашей стране с развитыми странами Запада, то увидим, что они являются невысокими. Тем не менее в этом случае отечественные предприятия имеют шанс использовать передовой опыт их предприятий.
Кроме того, недостаточно внимания уделено оценке влияния цифровизации на развитие производства и его эффективность, поэтому тема работы является актуальной.
Целью данного исследования является определение роли цифрового проектирования изделий и процессов производства на повышение эффективности производства.
Материалы и методы исследования
Для достижения цели представленного исследования был проанализирован опыт становления цифровой экономики и цифрового проектирования изделий и процессов производства на повышение эффективности производства.
При написании статьи использованы аналитические и логические методы формализованного представления социально-экономических систем.
Результаты исследования и их обсуждение
В свою очередь, разработка и освоение современных технологических процессов, а также цифрового производства невозможны без совершенствования методологии организации производства. В цифровой же экономике обработка и анализ большого объёма информации, представленной в цифровой форме, играют важнейшую роль в автоматизации принимаемых решений, позволяя существенно повышать эффективность производства.
Основная цель использования цифровых производств заключается в достижении такого уровня моделирования процессов и объектов, когда реальное производство тех или иных изделий начинается лишь после анализа и оптимизации всех его элементов. То есть основной целью цифрового производства является оптимизация любого сложного технологического процесса.
Инновационное развитие промышленного производства в нашей стране основано на цифровой трансформации производства и его систем управления, которые представляют собой для промышленных предприятий существенные факторы повышения их эффективности и конкурентоспособности выпускаемой продукции. Под термином «цифровая трансформация» понимают изменение системы управления деятельностью того или иного предприятия, обеспечиваемое внедрением цифровых технологий.
Под цифровым производством понимается такой способ производства, при котором на всех стадиях жизненного цикла изделия осуществляется комплексное применение компьютерных технологий для его автоматизации, цифровой обработки информации, моделирования, а также использования так называемых «цифровых двойников». А «цифровой двойник» представляет собой не что иное, как конкретный технологический процесс или изделие, представленные в цифровом виде. Вследствие наличия обратной связи с конкретным физическим объектом он дает возможность давать рекомендации по оптимизации работы своего двойника – оригинала.
Использование цифрового производства приводит к сокращению рисков и затрат благодаря виртуальной и превентивной проверке производственного процесса, сокращения объема инвестиций в производство, ускорения срока ввода в эксплуатацию производственного оборудования, экономии производственных площадей, выявления потенциально «узких мест» (ограничений системы) и производственных проблем.
Таким образом, цифровое производство позволяет экономить деньги и время, которые необходимо затратить на ранней стадии проектирования для подготовки реального производства. А конкретно цифровое моделирование, за счёт анализа различных вариантов организации производства, позволяет оптимизировать его без вмешательства в работу реальной системы ранее его строительства и осуществления монтажа оборудования.
На Западе в последнее время вместо термина «цифровая фабрика» (Digitale Fabrik) чаще употребляется термин «e-Manufacturing» или «цифровое производство», базирующееся на непрерывном применении цифрового моделирования при проектировании и эксплуатации производственной системы. Моделируются как непосредственно планируемые к производству изделия, так и производящее их оборудование, а также производственные и логистические процессы, учитывающие эргономические показатели и человеческий фактор.
Первым же этапом становления цифровой экономики стало развитие интернета, появившегося в 1970-х гг., благодаря которому начали происходить коммуникации по электронной почте, пользователи стали осуществлять мониторинг веб-сайтов и покупки через интернет.
Вторым этапом становления цифровой экономики стало развитие телефонной связи принципиально нового уровня уже в конце прошлого столетия. А распространение смартфонов привело к резкому росту плотности коммуникаций, что привело к тому, что общество стало сетевым.
Цифровая экономика на этом этапе стала влиять как на потребителей, так и на производителей товаров: потребитель стал более рациональным, соотнося издержки и выгоды при приобретении товара, а также учитывая время; в свою очередь производители, учитывая также временной фактор, стали уделять большее внимание послепродажному обслуживанию своих товаров.
Постепенный переход к «умным фабрикам» (к Индустрии 4.0) будет означать начало четвертого этапа цифровой экономики, характеризующегося полностью автоматизированными производствами, реагирующими на меняющиеся внешние условия, оптимизируя производство продукции, непосредственно удовлетворяющей потребности конкретных заказчиков.
Перечисленные этапы цифровой экономики можно представить в виде таблицы.
Другой проблемой является подготовка соответствующих кадров, необходимых для цифровой экономики, требующая разработки необходимых образовательных программ, стандартов, высококвалифицированных педагогов и пр.
На наш взгляд, для России ближе использование азиатской модели интенсивной цифровизации, которая требует системных, эффективных усилий формирования конкурентоспособной цифровой экономики. Этой моделью предусматривается использование целостного и системного подхода к одновременным изменениям на всех уровнях экономики, акцентирующего внимание не только на базовых составляющих цифровой экономики, но и на росте инвестиций с использованием государственно-частного партнерства в направлении цифровизации, имеющей высокий экспортный потенциал.
К одной из перспективных технологий также можно отнести технологию виртуальной и дополненной реальности, применяемую при проектировании сложных технических устройств, а также agile-технологию, используемую при создании новых изделий.
В свою очередь, переход к «Индустрии 4.0» высвечивает одну из основных проблем современной экономики – проблему занятости населения, обусловленную переходом к полностью автоматизированным производствам. В связи с этим необходимо учитывать и снижать уровень негативного воздействия этой и других проблем.
Опыт показывает, что цифровое проектирование изделий и процессов производства позволит существенно увеличить эффективность как непосредственно конкретного производства, так и экономики в целом. При этом результаты исследования позволяют сделать вывод о том, что использование азиатской модели интенсивной цифровизации, а также учет и снижение уровня негативного воздействия проблем, обусловленных переходом к цифровой экономике, позволит ускориться темпам ее развития.
Библиографическая ссылка
Левенцов В.А., Левенцов А.Н. ЦИФРОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИЗДЕЛИЯ И ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА КАК ФАКТОР ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ // Современные наукоемкие технологии. – 2021. – № 5.
– С. 63-67;
URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=38659 (дата обращения: 17.05.2023).
Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)
Программа роботизации производственных процессов
В настоящее время представлена несколькими проектами: двумя робототехническими комплексами в заготовительном производстве по обслуживанию прессов КЖ2538 (630 тонн) для вырубки листов якорных, статорных, роторных на участке крупной штамповки и РТК плазменной резки швеллеров и листов, которая работает в комплексе с новой дробеструйной камерой.
Эффекты, получаемые при внедрении таких программ позволяют заменить ручной труд на вспомогательные операции, повысить коэффициент сменности оборудования без увеличения численности персонала, увеличить ритмичность производства, уменьшить потери, связанные с особенностями организма человека (усталость при постоянно повторяющихся движениях в течение смены и т.п.) и еще не менее важный аспект- повысить безопасность труда.
В сварочно-кузовном производстве НЭВЗ внедрен комплекс для роботизированной плазменной резки швеллеров и листов, работает в комплексе с новой дробеструйной камерой. Установка предназначена для порезки деталей из швеллеров и листов в размер с возможностью снятия фасок под сварку и позволяет заменить ручную разделку швеллеров на автоматизированную, повысив производительность труда. Также ведутся работы по проработке проекта роботизированного комплекса для участка изготовления буферных брусьев.
Интерактивные электронные технические руководства
Это программный продукт, включающий в себя 3D-модель изделия, и 3D-видеоролик с последовательностью сборки, технологический процесс в электронном виде, конструкторская документация и различные нормативные и справочные документы, на которые идут ссылки в техпроцессе. Внедрение интерактивных электронных технических руководств для технологических процессов сборки позволит увеличить качество сборки технических узлов и повысить безопасность персонала. ИЭТР уменьшит время обучения новых сотрудников процессу сборки узлов.
Система управления инженерными данными
Она управляет данными на всем жизненном цикле, обеспечивает исчерпывающий функционал средств для хранения и управления 3D-модели завода и работы с ней, а также инструменты для коллективной работы с этой моделью. Ушло в прошлое многодневное согласование в ручном режиме планировок, потери времени множества сотрудников, связанных с перемещением по всему заводу для согласования этих документов по службам. Сократилось время на поиск и изучение информации, а также на работу с нормативно справочной информацией (далее — НСИ).
САМ
Компьютеризированная подготовка производства, использование которой позволяет проектировать технологические процессы, быстро синтезировать управляющие программы для станков с ЧПУ и моделировать процессы механической обработки. Использование САМ программ невозможно без участия постпроцессора. Это программный модуль, предназначенный для преобразования управляющей траектории, сформированной CAM-системой с учетом особенностей кинематики станка, в управляющую программу. Применение постпроцессирования позволило сократить время подготовки производства. При программировании традиционным способом на создание управляющей программы (далее – УП) специалист может потратить от нескольких суток до нескольких недель напряженного труда, при этом оборудование будет «оторвано» от производства. При использовании CAM-программ совместно с постпроцессором трудоемкость программирования УП снижается в несколько раз, при этом нет необходимости занимать оборудование – процесс разработки производится на персональном компьютере.
3D-модель заводов
Эта технология реализована и постоянно актуализируется. Это позволяет решать комплекс задач: формировать визуальную и графическую документацию по объектам завода, формировать 3D-планировки «по расстановке» технологического, основного и вспомогательного оборудования, также формировать схемы инженерных сетей «заводского» и «цехового» уровней по чертежам. Это особенно востребовано в период реструктуризации производства, когда важно правильно выстроить технологическую линию с учетом фактических размеров оборудования, существующих нормативов, схем коммуникаций и эффективно использовать имеющиеся в наличии производственные площади.
В контуре производства созданы и реализуется комплекс решений
Она позволяет в режиме реального времени отслеживать статус работы оборудования и идентифицировать причины простоев, получать сводные отчеты о работе оборудования. Это позволяет нам существенно снизить простои оборудования и на основе поступающих данных более эффективно использовать оборудование, повышая производительность труда.
Система мониторинга сварочного оборудования
Также в режиме онлайн дает информацию о статусе работы сварочного оборудования, о причинах простоев, о нарушениях режимов сварки. Повышая эффективность использования оборудования, система также позволяет улучшить качество сварных швов, блокируя работу при несоответствующих режимах сварки.
Система прослеживаемости ТМЦ при помощи RFID – технологии
Позволяет повысить эффективность управления ритмичностью сборочных линий управляя поставками отслеживаемых деталей и узлов. Электронный интерфейс системы управления позволяет видеть весь технологический путь детали или узла. Это дает возможность получить реальные данные о фактическом цикле изготовления отслеживаемых узлов, сократить производственный цикл путем контроля ритмичности комплектной поставки, времени простоя персонала в ожидании комплектующих и устранением выявленных потерь, а также обеспечивает прослеживаемость сборочных узлов на всем жизненном цикле.
Система внутрицехового планирования (MES-система)
Позволяет создать эффективную и качественную систему оперативного управления в цехе. Использование системы позволяет оптимизировать производственный цикл, руководствуясь оптимальным расчетом приоритетов партий запуска, минимизацией времени переналадок, планированием операций от самого загруженного рабочего места. Повышена оперативность принятия решений при прозрачности и прослеживаемости производственных процессов с учет и анализом данных с детализацией до уровня производственных операций. Контролем последовательности выполнения операций обеспечено повышение исполнительской дисциплины и повышение качества выполняемых работ.
В области обслуживания оборудования реализованы пилотные работы по вибромониторингу и вибродиагностике
Методы неразрушающего контроля промышленного оборудования, основанные на измерении и анализе комплекса параметров вибрации. В настоящее время вибрационная диагностика машин и механизмов признается одним из самых удобных и информативных методов технической диагностики, позволяющим достоверно судить о текущем техническом состоянии оборудования и наличии в нем скрытых дефектов в любой стадии развития, что потенциально сократит потери от аварийных простоев оборудования и ознаменует переход на ремонт оборудования по текущему состоянию, что существенно снизит затраты на ремонты.
В части логистики и снабжения реализован проект по внедрению системы мониторинга транспорта
Он позволил более эффективно использовать, обеспечивая диспетчеризацией его более высокую загрузку и устранение потерь, связанных с простоями.
В сфере управления качеством цифровизация вошла сразу несколькими проектами.
Она выполняет функцию эталонной проверки качества собранного узла. Проект реализовался в электровозосборочном производстве НЭВЗ на участках, где производится монтаж блоков силовых агрегатов, на клеммных рейках внутри кузова электровоза. Главной целью разработки проекта является автоматизация процесса и операций контроля качества, которая достигается путем распознавания маркировки проводов на клеммных рейках и сверку их с эталонной электрической схемой. В дальнейшем планируется интеграция с системой управления инженерными данными (на платформе IPS) и системой управления технологическими сборочными линиями (УПТСЛ).
Программно-аппаратный комплекс, обеспечивающий решение задач контроля качества сборки локомотивов, внесения, учёта и анализа (сортировки и классификации) выявленных несоответствий, мониторинга ситуации службой оперативного контроля и руководителями предприятия. Этот комплекс реализован в форме планшетов и смартфонов в промышленном исполнении. Система предназначена для оперативного управления процессом приемки готовой продукции, внесения отметок о несоответствии качественным параметрам, внесения отметок о доработках, внесения отметок о приемке представителями ЦТА и хранения полученной информации с возможностью анализа и создания отчетов, что позволяет эффективнее выполнять процедуру приемки локомотивов.
Решение включает в себя сборочный инструмент и программно-аппаратный комплекс. Такое применение обеспечивает: выполнение сборочных операций затяжки болтовых соединений сборочных единиц, фиксацию, передачу и сохранение моментов болтовых соединений в режиме реального времени в процессе выполнения операции, фиксацию, передачу и сохранение параметров времени начала и завершения выполнения операции с идентификацией рабочего и ДСЕ (детали и сборочные единицы).
Размышляя над подходом к цифровой трансформации, в ТМХ пришли к выводу, что нецелесообразно цифровизовать одну сферу деятельности, один цех, одно предприятие – здесь важен комплексный подход. Самое главное – это встраивание цифровых решений в процессы организации — это изменение логики и самих процессов построения бизнеса.
Перечисленные выше проекты, это всего лишь часть программы цифровой трансформации ТМХ. Однако отметим, что цифровизация коснулась практически всех сфер деятельности заводов и всех функциональных дирекций предприятий ТМХ. В холдинге остается много инициатив в части общекорпоративного направления, в рамках которых идет трансформация управленческих процессов и создание решений по поддержке и принятию управленческих решений.
Цифровая имитационная модель производства
Логико-математическое описание объекта, которое используется для экспериментирования на компьютере в целях проектирования, анализа, оценки функционирования объекта, прогнозирования поведения, сравнения альтернатив, визуализации работы системы.
Имитационное моделирование является одним из методов создания цифрового двойника изделия. Это виртуальная, имитационная физическая модель, будь то люди, места, устройства, сложные системы, процессы, цеха или целый завод. Создание цифрового двойника позволяет смоделировать работу физического объекта еще на этапе его проектирования, на этапе производства, более того, на протяжении всего жизненного цикла. В итоге, ставя перед собой определенную цель, мы можем ответить на главные вопросы: Что можно изменить, на что возможно поменять и что будет в результате? Гораздо более эффективнее производить экспериментирование и моделирование различных ситуации на компьютере, нежели отрабатывать на живых сотрудниках и реально загруженном оборудовании. Уже сейчас возможен расчет мощностей с использованием цифровой модели. Это позволит более эффективно использовать инвестиционную программу заводов.