1. Індустрія 4.0 і реальне машинобудування
2. цифрове виробництво
3. важливі суб'єкти
4. IT-контур
5. IT-контур «Машинобудування»
6. інтеграційні шви
7. Все найважливіше на MES-рівні

Наше деловое партнерство www.banwar.org

Одного разу посперечалися три IT-системи:

ERP - Enterprise Resource Planning: «Я найголовніше, у мене ваша зарплата. Ми заробляємо гроші і всіх утримуємо ».

PLM - Product Lifecycle Management: «Ми створюємо продукт, за яким йдуть клієнти. Ми виграємо конкуренцію ».

MES - Manufacturing Execution System: «Власне, тільки я і працюю. Решта - в забезпеченні ».

Прийшла мода на цифрове виробництво. На будь-яке питання з заводу тепер відповідають словами blockchain, agile та big data. Хто не слухає питань - розповідає про Industry 4.0 . Йдемо в тихе місце і розглядаємо машинобудівне підприємство і його автоматизацію.

Індустрія 4.0 і реальне машинобудування

Звичайному російському машинобудівному підприємству властиві такі характеристики:

• Зазвичай це досить велике підприємство. Малий бізнес або непомітний, або швидко вибивається в середнячки.
• Виробництво - багатопередільного - навіть агрегатні заводи у нас вважаються спеціалізованими. Монопередельних підприємств, на кшталт лазерних або адитивних центрів дуже небагато.
• Ринок, на якому воно працює - непрозорий - держоборонзамовлення або санкції впливають більше, ніж ринкові механізми.
• Часто має місце зовнішнє управління і політика розвитку, що транслюються людьми з іншого часового поясу, іншої ментальності та іншого реальності.
• Власна розробка - зовнішній інжиніринг ще не в честі, отже - є дослідне виробництво разом з основним.
• Як правило, має місце недолуга логістика виробництва, на основі пристосованих, або успадкованих радянських проммайданчиків. Успішні підприємства активно тасують верстати.
• Підприємству властива висока фондоозброєність - безліч сучасних верстатів з ЧПУ, ще більше старих, рідко об'єднаних зрозумілою стратегією оснащення.
• Фрагментарна техподготовка - модний CAD / CAM (системи автоматизованого проектування і виробництва і поруч - складання керуючої програми на пристрої з числовим програмним управлінням, ЗD-модель на промпланшете, при відсутності методики огляду інструменту, роботи-маніпулятори і поруч ручна праця без спецодягу).
• Придбаннями інструменту і витратних матеріалів рулять не технологією, а економісти.
• Метрологія - від жодної до лазерних сканерів.
• Внутрішні компетенції - багато заводів виростили своїх фахівців в ключових областях, і тепер вони працюють поруч з корпоративними зомбі. Такий собі - довічний контракт по-російськи.
• Зовнішні експерти - вирощені разом з російським ринком, профі світового класу і адепти різних суперметодік. Заводи готові купувати компетенції, але імунітет проти псевдоекспертів формується поколіннями. Ліки від шарлатанства рідкісні і дороги, і підробляють їх не рідше, ніж бізнес-тренерів.
• Вогнищева автоматизація - автоматичні лінії упереміш з верстатами, які залишили Демидови, відступаючи з білогвардійцями.
• Стихійний аутсорсинг - частина робіт не хочуть віддавати «на сторону» з забобонів, частіше - підрядники не готові за якістю і строками (бажаючих оперувати ціною набагато простіше знайти).
• Навчання - більшість машинобудівних підприємств налагодили навчання співробітників на постійній основі. Створено власні навчальні центри і налагоджуються стосунки з профільними навчальними закладами. Іноді проводяться семінари або участь в конкурсах і змаганнях (Worldskills і т. П.).
• Розвиток виробничої системи йде по декількох напрямках: спроба впровадити IT-системи з новим функціоналом, залучення експертів, впровадження системних методів (Quick Response Manufacturing, Lean manufacturing).
• Клаптевий IT-ландшафт - машинобудівники вкладаються в IT давно і масштабно. Деякі бізнес-процеси підкріплені інформаційними технологіями, деякі народжені цифровизацией, деякі робляться вручну, деякі - «дідівським» методом, але на комп'ютері.
• IT-директор - можна називати його CIO, можна не називати, важливіше роль і людина. Це може бути системний адміністратор з крутої візиткою, який змінює картриджі в бухгалтерії або співробітник, що впливає на всі бізнес-процеси - «мозок», «очі» і «спина» керівництва.

І ось один вирішує впроваджувати цифрове виробництво , Не завжди пояснюючи його сутність. Як визначити цифрове виробництво?

цифрове виробництво

Під цифровим виробництвом ми розуміємо наявність цифрової моделі і підтримують її IT-систем, що дозволяють описати у формі придатній для автоматизованої обробки:

• Продукт (цифровий двійник) - опис вироби і значущих параметрів в цифровій формі. Що ми збираємося робити?
• Ресурси - що нам знадобиться?
• Процеси - що треба зробити, щоб при наявності ресурсів отримати продукт?
• Технології - як це правильно робити?
• Параметри - вимірювані фізичні величини, що характеризують властивості вимірюваного.
• Відхилення - значення параметрів, що свідчать про те, що система знаходиться в задовільному / незадовільному стані.
• Обробка відхилень - алгоритми дій для повернення спостережуваних об'єктів і дій до задовільного стану.
• Дії - ручні, автоматичні або напівавтоматичні команди, що призводять до виконання перетворень або алгоритмів обробки відхилень.
• Ролі - набір прав, зобов'язань і повноважень виконувати дії або оцінювати параметри, що належать в один момент часу одному суб'єкту.

Модель повинна відображати стан системи в реальному часі. Який сенс керувати пішли? Модель повинна бути адекватною. Навіщо управляти ілюзіями? Модель повинна відображати реальний стан виробництва досить точно для управління, мати алгоритми управління, мати механізми здійснення управління, мати механізми контролю.

Якщо ентузіазм не пропав - визначаємо зацікавлених. Хто буде будувати цифрове виробництво?

важливі суб'єкти

Керівник - найважливіший учасник процесу цифрової трансформації . Керівнику можна підступатися до цифрового виробництва, якщо у нього зібрані:

• Розуміння: іноді вчити керівника найважливіше. Іншим можна наказати. Решту можна замінити. Стрьомні способи, але на крайній випадок працюють. Керівник перший повинен розуміти - навіщо підприємству цифрове виробництво.
• Компетенції: саме компетенції керівника. Цифрові компетенції можна найняти або освоїти, а завдання керівника - визначати стратегічні цілі, забезпечувати їх ресурсами, приводити все в рух, щоб ресурси перетворювалися в мети - ці завдання не передають на аутсорс.
• Повноваження: для можливості змінювати існуючий порядок речей і долати опір змінам.
• Ініціатива: рішучість пройти через труднощі для досягнення цілей.

Експерти - залучені і штатні (без своїх не вийде) фахівці, які мають набір методів і засобів для визначення чотирьох речей:

• Що відбувається?
• Як повинно бути?
• Як дійсне перетворити в бажане?
• Як донести це до інших суб'єктів?

на IT-службу ляже основний тягар перетворень . Айтішникам одночасно потрібні:

• Достатній рівень професійних навичок і знань. IT-сектор розвивається стрімко, на тлі кадрового голоду.
• Знання специфіки і потреб основного процесу виробництва і цілей підприємства.
• Розуміння, як IT-можливості відповідають потребам підприємства.
• Терпіння і спокій: для передачі цих навичок і розуміння кінцевим користувачам. Саме IT-департаменту доведеться забезпечити «приживляемость» нових технологій в повсякденній практиці.

Профільні служби: повинні мати здатність, а краще і готовність перейти в нову технологічну реальність. Інакше «ліквідація неписьменності, шляхом ліквідації неграмотних». Багато світових лідерів «подавилися» трансформаціями.

«Просвещение впроваджувати з поміркованістю, по можливості уникаючи кровопролиття» заповідав нам класик, глибоко розумів природу інновацій. Можливо, доведеться вирощувати нові служби паралельно старим, забезпечуючи їх співіснування.

Тепер на порядок денний виходить наступне питання - з чого будувати цифрове виробництво?

IT-контур

Існує модель, якась піраміда представляє ієрархію систем BI-ERP-MES-SCADA. Модель проста, зрозуміла і негідна. З цієї піраміді можна пізнати людину з минулого. Вони дуже токсичні. Бережіться!

Безліч поранити пірамідою перейшло до кільцевої моделі, що відбиває симбіоз ERP - MES - PLM-систем. У найпростіших випадках ця модель дійсно відображає реалії реального виробництва. Співіснування і взаємодія економічного, інженерного і виробничого контуру. ERP - це про бабло і зобов'язання, PLM - про продукт і технології, MES - про ресурси та виробництво.

IT-контур «Машинобудування»

Точки зростання цих систем, відповідно, йшли від спроб оцифрувати продукт для PLM, потоки вартості для ERP, виробничий процес - для MES.

Які системи покривають цей функціонал? Комплексні і спеціалізовані. Розвиток IT-систем пішло в напрямку приросту функціоналу, що охоплює все більше бізнес-процесів і формування спеціалізованих систем, що розвиваються «вглиб питання».

Абревіатури почали стрімко приростати: BI-BPM-CRM-HRM-APS-ODS-WMS-MRP-BAS-SCM-CAD-CAM-CAE-PDM-DLP-DMS-TPM-EAM-LIMS-TQM-SQC-MDC-MDA . IT-системи підприємств все частіше стали описувати словом - «зоопарк». Як в цьому розібратися? Плутанина з назвами і термінами призвела до того, що назва системи не дозволяє однозначно визначити її клас.

• Системи, спочатку визначають себе як MES: Wonderware, Hydra, Фобос, MEScontrol ...
• Системи, які претендують на охоплення виробничого контуру з боку ERP: 1C: MES, SAP, «Галактика», «Парус», M-3 ...
• Системи, що реалізують MES-функції на додаток до PLM: «Гольфстрім», Спрут-ОКП ...
• З'явилися пропрієтарні системи. Наприклад, Siemens або Omron. Зазвичай вони добре працюють в своїй екосистемі, тільки зі своїм устаткуванням.

Поверніться до витоків - яка мета життєдіяльності вашого підприємства?

Оптимальний спосіб - описати бізнес-процеси . Їх три види: приносять користь, необхідні для життєдіяльності, що забезпечують переваги. Що у вашому випадку переваги - залежить від ринкового позиціонування. Потім оптимізувати бізнес-процеси. Потім приміряти на себе цифрову трансформацію, це коли застосування інформаційних технологій змінює природу бізнес-процесів. Потім починати формувати IT-ландшафт під цифрову модель. Коли з'явилося розуміння цифрової моделі підприємства, можна підбирати конкретні IT-системи. Аналізувати ті, які є, і куди вони розвиваються. Доглядати ті, які знадобляться.

Якість впровадження набагато важливіше якості IT-системи. Хоча сам я ставлюся до розробників, і мені вигідніше наполягати на відміну IT-систем, повторюю пріоритети: відповідність бізнес-процесу цілям підприємства важливіше автоматизації. Правильно прописаний бізнес-процес важливіший за хорошого ТЗ на IT-систему. Якість впровадження важливіше властивостей системи, явний мотлох відсіяний досвідом. Але це вже тема окремого розгляду.

Добре, якщо на цьому етапі всі сторони прийшли до єдиного бачення. Або хоча б змирилися з неминучістю відбувається. Тепер черга наступного питання. Як це буде?

MES-PLM-ERP. В ідеальному випадку ERP враховує рух ресурсів, приймає замовлення від клієнтів, передає замовлення в MES, яка до заданого терміну виробляє те, що «намалював» PLM і так, як «прописав» PLM. Якщо по-доброму не виходить, MES утрясає з іншими системами їх «хотілки». Усі щасливі. Клієнти задоволені. Вони отримують в точності те, що їм обіцяно і точно в строк. Задоволені клієнти - основа процвітання.

Як до цього прийти? Комплексної автоматизації діючого підприємства історія не знає. Тільки на новому підприємстві можна зробити все, все відразу, все відразу як треба, все відразу як треба і щоб працювало. Ну і щоб працювало продуктивно і ефективно. На діючому підприємстві буде низка ітеративних поліпшень або мегафейл. З чого починати? Яка ділянка IT-ландшафту потребує першочергової уваги. Спочатку методом виключення.

ERP без MES. Першочерговий розвиток ERP-систем викликано бажанням взяти під контроль бабло, його генерацію і витоку. Дисбаланс між розвитком ERP і MES в Росії виражений набагато сильніше, ніж в іншому «цивілізованому світі». Але саме MES створює додану вартість, за яку готовий заплатити клієнт. І саме на рівні MES йдуть неочевидні і слабо контрольовані втрати. Боротьба за прибуток йде в цеху, все інше - що забезпечують процеси. ERP - це не реальні процеси, а їх двовимірне відображення (ціна / кількість). Як правило - відображення, яке відстає за часом від процесу. Тому більшість ERP намагаються спуститися на цехової рівень і управляти виробництвом. І саме тому ERP ніколи не зможе управляти виробництвом.

ERP без PLM. ERP-системи обґрунтовано повинні прийти до охоплення всього життєвого циклу продукту:

• Потреби - дослідження ринку, аналіз споживчого досвіду або запит від магістрального клієнта повинні виявити ті потреби, яким повинен задовольняти продукт і які клієнти готові відшкодувати. Потреби без бажання платити - це фантазії.
• Проектування продукту - опис пристрою / послуги, що відповідає потребам клієнта і реального до матеріального втілення.
• Технологічна підготовка - моделювання і формалізація процесів і вимог, достатніх для виробництва продукту в необхідних масштабах на наявному підприємстві.
• Дослідний зразок - виробництво «нульового» примірника / партії, що дозволяє реально перевірити відповідність властивостей продукту потребам клієнтів і життєздатність технології.
• Заготівля сировини / матеріалів / комплектуючих.
• Забезпечення підтримують процесів (обладнання, інструмент, оснащення, технологічне середовище).
• Виробництво продукту в вимагається кількості.
• Випробування, що підтверджують якість та відповідність продукту.
• Упаковка і зберігання.
• Продаж - оплатне передача володіння і прав власності.
• Логістика.
• Пусконалагоджувальні роботи - приведення з транспортного в робочий стан.
• Техпідтримка - заходи по налагодженню взаємодії продукту і клієнта.
• Обслуговування - захід з підтримки споживчих властивостей на заданому часовому горизонті.
• Експлуатація - використання за призначенням для реалізації потреб, заради яких і був проведений / придбаний продукт.
• Пост продажного заходи, спрямовані на розвиток взаємодії з клієнтом.
• Завершення терміну експлуатації. Викликана вигодою переробки, законодавчими вимогами або сервісними привілеями.

ERP в якійсь мірі бере участь в цих бізнес-процесах, дуже незграбно, адже навіть спеціалізовані системи не можуть створити модель, досить адекватну для моделювання всіх значущих процесів. Фізика не дуже вірить, що «бабло завжди перемагає зло». І практично жодне підприємство не може повністю обійтися без PLM або передати його функції на аутсорсинг.

PLM без ERP. Розвиток PLM починалося саме з автономних систем автоматичного проектування - САПР, які втрачали автономність, розвиваючи взаємодія з іншими системами і нарощуючи CAD, функціями CAM, CAE і PDM. Автоматизація інженерного контуру і створення віртуального образу продукту сильно впливає на процес проектування, техподготовкі і постановки на виробництво. Знижує тривалість і підготовку. Це є самостійною цінністю для підприємства. Іноді автоматизацію інженерного контуру і приймають за цифрове виробництво - розпіарені приклади цифровий верфі, наприклад. Убоге уявлення. Але не применшує самоцінності САПР.

PLM без MES. Як уже сказано, PLM відчуває себе добре без всього (ну, крім компа і оператора). Але, маючи інтеграцію з MES, може отримати реальну зворотний зв'язок і спростити собі роботу. Зчитувати параметри виробництва, оптимізувати технологію і спростити цю оптимізацію (в цех ходити не треба). І саме MES може вести бібліотеки керуючих програм, візуалізувати нормативно-довідкову інформацію для виробничого персоналу в потрібний момент, судити про правильність виконання технологій, порівнюючи нормативні та реальні значення технологічних параметрів. Відображення виробництва в реальному часі зазвичай сильно допомагає конструкторам і технологам удосконалювати конструкції і технології. PLM може жити без MES. Але це дуже нудне життя.

MES без ERP. Так має бути за стандартом (ISA 95). Незалежно від роботи ERP, можна планувати, виготовляти і контролювати. Впливати на продуктивність, результативність і ефективність.

MES без PLM. MES не може, як і ERP, обходитися без PLM. Функції або дублюються в MES, або виконуються сторонніми системами. Мінімум потрібна структура вироби, технології, нормативно-довідкова інформація, контрольні параметри.

інтеграційні шви

Коли описані правильно основні бізнес-процеси, з'ясовується:

• Більшість бізнес-процесів охоплюють и інженерний и виробничий і бізнес-контур.
• Довідники та інші дані повінні буті Доступні в декількох бізнес-процесах.
• Дані могут вносітіся, корігуватіся, затвердіті в різніх місцях.
• Деякі значення проходять «наскрізь» кілька контурів (срок Виконання замовлення, например).
• Обмін даними між «сусідніми» (різними) системами відбувається частіше обміну між рівнями однієї системи (завдання на зміну видається один раз, а норми з PLM у MES потрібні для кожної операції, наприклад).

Після опису бізнес-процесів треба описати ролі в системі. Визначити власників системи і власників даних. Встановити порядок обміну інформацією між різними контурами і різними процесами. Правила доповнення, корекції, видалення та валідації даних. Розглядаємо технологічні засоби для всього цього. Якщо все це розглянуто - де найважливіша точка докладання зусиль?

Все найважливіше на MES-рівні

Всі питання і всі відповіді в MES. Джерела ефективності і втрат в MES. І починати автоматизацію треба з MES:

• Впровадження MES прямо впливає на вартість продукту, все-таки собівартість - це сировина, разом з відходами та шлюбом, трудовитрати, включаючи простої і переробки , Верстатне час, разом з технічним обслуговуванням і ремонтом, переналадкой, витрата інструменту, включаючи зламаний і загублений, незавершенка, пролежіваемость ...
• На MES-рівні вирішується постановка нових виробів у виробництво, це шлях до конкурентної переваги.
• Ефективність MES визначає терміни готовності замовлень і якість - основа лояльності замовників.
• Ефективність впровадження MES легко вимірюється. Віддача від автоматизації зрозуміла.
• Процеси допоміжних систем можна порівняти з ціною аутсорсингу. Виробничі процеси доведеться налагоджувати самостійно.
• MES охоплює і процеси, що призводять до шлюбу. Шлюб - це втрата і грошей і клієнтів.
• MES-контур (як і PLM) може виходити за межі підприємства (мати єдині процеси з підприємствами-партнерами).
• Правильна MES зменшує навантаження на персонал.
• Правильно реалізовані процеси в MES знижують вимоги до кваліфікації співробітників.

MES не виходить будувати з типових сценаріїв. Впровадження MES на порядок (це в десятки разів) складніше впровадження ERP. Множиться недоліком фахівців. Технічні складності незначні на тлі невпорядкованих виробничих процесів. Всі основні перемоги, як і граблі, знаходяться на MES-рівні.

Запрошую підтримати або заперечити аргументи. Можна і свої пропонувати. Моя думка суб'єктивна - виріс в цеху, живу в цеху, мені добре в цеху. А може, ви знаєте того, хто впровадив MES? Впровадив, живе щасливо і готовий розповісти іншим?

Фото: pixabay.com