Мониторинг промышленного оборудования. Технология. Возможности. Результат

Для предпринимателей и руководителей многих компаний внедрение информационных технологий в бизнес-процессы компании - это, как правило, решение вспомогательных задач, связанных с внедрением электронного документооборота, открытием интернет-каналов продаж, экономией на телефонии и т.п. Но не многие знают, что для промышленных предприятий внедрение информационных технологий может решить намного более важные задачи, от которых может зависеть выживание предприятия на рынке, его конкурентоспособность. И сегодня это решается достаточно просто и не дорого. Об одном из подходов я постараюсь рассказать в данной статье.

Российское машиностроительное производство требует модернизации. Главная причина - изношенность технологического оборудования, которое устарело как физически, так и технологически. Однако для повышения эффективности производства требуется не только замена старых станков на новые, но и изменение на предприятиях подхода к организации производства. Во многом это можно сделать при помощи IT.

Для того, что бы принимать правильные управленческие решения и строить эффективный бизнес на производственном предприятии, современный руководитель должен обладать точной информацией об эффективности работы и использования оборудования, как наиболее затратной статьи расходов. Действующая сегодня система управления производством построена, в основном, на информации, полученной с помощью "журнальных" методов, а также с планерок и совещаний от начальника участка до начальника производства. Точность, объективность, оперативность, детальность получаемой таким образом информации подвержена серьезному влиянию человеческого фактора. Это не дает возможности руководителям реально оценить ситуацию на производстве и принимать правильные управленческие решения.

Эта проблема, решение которой кажется невозможным, достаточно просто и недорого решается при помощи внедрения на производстве информационных технологий. Рассмотрим немного теории, а потом перейдем к практике.

Мировой коэффициент эффективности производства

Для динамической оценки эффективности работы оборудования, можно использовать известный в мировой практике показатель OEE (Overall Equipment Efficiency), позволяющий комплексно оценить эффективность построения производственного процесса.

OEE = Готовность Х Производительность X Качество

Готовность = время, затраченное на изготовление продукции / плановое время;

Производительность = текущая выработка /запланированная выработка;

Качество - количество качественных изделий / общее количество изделий.

Показатель ОЕЕ состоит из трех составляющих (коэффициентов), которые сами по себе отражают эффективность работы соответствующих сфер и служб производства:

• Готовность учитывает потери связанные с простоями оборудования
• Производительность учитывает потери связанные с уменьшением скорости производства
• Качество учитывает потери связанные с выпуском бракованной продукции.

При наличии объективных исходных данных показатель ОЕЕ и каждую из его составляющих можно рассчитать для станка, участка, цеха и завода в целом за нужный промежуток времени. При динамическом подсчете показателя ОЕЕ и его коэффициентов руководители любого ранга могут оперативно получить информацию об эффективности работы оборудования на руководимых ими участках с возможностью детализации времени и причин простоев. По полученным результатам можно будет сделать выводы об эффективности организации производственного процесса, сравнив их с принятыми нормативами, получить обоснованные количественные показателями.

Очень важен тот факт, что наиболее точным и достоверным источником информации для расчета эффективности работы оборудования может и должно являться само оборудование, сообщающее в информационную систему предприятия данные о своих состояниях. На основе этих данных легко высчитывается показатель OEE за любой промежуток времени, а так же формируются любые отчеты о работе оборудования. О создании и внедрении на предприятии такой системы и поговорим далее.

Практика повышения эффективности работы оборудования

Вот список наиболее общих задач, которые стоят перед руководителями предприятий, заинтересованных в повышении эффективности работы:

• мониторинг работы оборудования в реальном времени;
• анализ и классификация причин простоя оборудования;
• информирование цеховых служб предприятия о простоях;
• ведение электронных журналов изготовленной продукции;
• создание отчетов разной формы об использовании оборудования;
• расчёт показателя эффективности работы оборудования ОЕЕ и составляющих его коэффициентов;
• администрирование технологических программ на станках с ЧПУ.

В мировой практике большинство подобных задач решают информационные системы, относящееся к классу MDC (Machine Data Collection), в которые информация поступает со станков и далее анализируется. Для этого на станках, как правило, уже есть необходимые интерфейсы для передачи в сеть информации о работе оборудования.

В России дело с интеграцией оборудования с информационной системой предприятия обстоит намного сложнее, чем на западе или в США. Большинство станков, используемых на предприятиях, не имеют стандартных интерфейсов, а значит, объединение их в сеть и интеграция с информационной системой становится нетривиальной задачей.

Рассмотрим схему того, что может получить современный руководитель промышленного предприятия.

На рисунке показаны несколько групп станков (это могут быть отдельные цеха), объединенных в локальную сеть (как проводную, так и беспроводную) и передающие в информационную систему на сервер информацию о своей работе.

Доступ к этой информации может быть с рабочих мест пользователей, имеющих доступ в сеть предприятия, а так же через интернет по паролю.

Пользователи могут в режиме реального времени смотреть состояния работы оборудования, получать уведомления об остановках оборудования, простоях, внештатных ситуациях, а также формировать отчеты за определенный период времени.

Технологи могут загружать на станки управляющие программы удаленно с одного компьютера.

Одними из немногих в России предложили свою систему Смоленские разработчики. Они разработали аппаратно-программный комплекс "Диспетчер", позволяющий объединить в сеть и проводить мониторинг станков разных моделей, производителей и годов выпуска.

Решение "Диспетчер" от Смоленских разработчиков

Для реализации вышеописанной схемы, разработчиками системы "Диспетчер" был предложен аппартатно-программный комплекс, состоящий из терминалов мониторинга и программного обеспечения. Посредством терминалов мониторинга технологическое оборудование подключается к существующей локальной сети предприятия (проводная сеть, Wi-Fi) и передает данные о состояниях своей работы.

Терминалы получают информацию о состояниях станков: включен, выключен, работает по программе, остановлен, наладка станка, простой станка по причине неисправности, отсутствия заготовок, инструмента или внеплановый простой по вине цехового персонала, затем по сети передают ее на сервер для дальнейшего анализа и обработки.

Как правило, информация о состояниях станка: включение станка (подача на него питания), готовность станка к работе, работа станка по программе или остановка поступает на терминал в автоматическом режиме непосредственно от УЧПУ, контроллера или из устройств индикации станка. Информация, которую невозможно получить автоматически от УЧПУ или электроавтоматики станка, например, о причине длительной остановки (простое), вводится обслуживающим персоналом вручную, используя для этого клавиатуру терминала или дополнительный пульт. Все принимаемые терминалом данные по состояниям станка сначала записываются в его энергонезависимую память и далее передаются на сервер для осуществления контроля его работы в реальном времени.

Для того чтобы иметь возможность рассчитать показатель OEE, система «Диспетчер» в процессе каждой рабочей смены может автоматически регистрировать время нахождения подключенного к ней оборудования в состояниях работы, простоя или неисправности. Для детализации происходящих событий, при обнаружении перехода оборудования в состояние простоя и неисправности, будет требовать от оператора, работающего на оборудовании, указания их причин. Руководителю каждой смены потребуется фиксировать в электронном журнале количество произведенной продукции, количество брака или качественной продукции, причины брака. На основании полученной информации формируется база данных, позволяющая осуществлять непрерывный мониторинг показателя OEE и причин, влияющих на него и его составляющие. Контролируя эти показатели, можно контролировать и совершенствовать эффективность работы предприятия.

Наблюдение за работой оборудования в реальном времени дополнительно предоставляет средство контроля вопросов трудовой дисциплины (своевременное включение/выключение станков, длительность перерывов, длительность перезагрузки, целевое использование оборудования и пр.). Вся информация накапливается, хранится и доступна руководителям разных уровней в виде гистограмм, графиков или таблиц для последующего анализа и принятия решений.

Немаловажной особенностью является то, что система предоставляет возможность осуществлять удаленный мониторинг работы оборудования посредством сети Интернет. Для этого данные мониторинга через сетевые каналы или по каналу GSM передаются на WEB-сервер и становятся доступны для наблюдения на специализированном WEB сайте. Таким образом, руководитель предприятия может смотреть, как работает его предприятия, находясь в отъезде.

Заключение

Безусловно, описанный подход это одна, но не единственная задача, которую нужно решить на пути повышения эффективности работы. У каждого предприятия свои особенности и сложности. Но, сегодня централизованный контроль и учет выходит в приоритетные задачи. Кто владеет информацией, тот владеет ситуацией. В руках заинтересованного и талантливого руководителя, этот инструмент помогает не просто автоматизировать и упростить бизнес-процессы, но и по-новому взглянуть на сложившуюся организацию труда на предприятии и принимать меры, направленные на различные составляющие производственного процесса, начиная от подъема производственной дисциплины, до замены неэффективно работающего оборудования.

Особенности современной научной методологии автоматизированного проектирования технологий машиностро