Международный опыт эффективность внедрения mes гартнер. Оценка качественных показателей проекта. Что это значит

Целесообразность внедрения такой системы диктует и ситуация на рынке. Ужесточаются требования госрегулирования и крупных клиентов (в особенности в каучуковом бизнесе), касающиеся прослеживаемости производимых партий продукции, продолжается рост энерготарифов, усиливается конкуренция. В этой связи задачи эффективного управления себестоимостью производства и сокращения издержек становятся приоритетными для сохранения конкурентной способности продукции. MES дает возможность решить эти проблемы. Система предоставит предприятиям набор инструментов, позволяющих более эффективно управлять производством, а корпоративному центру - оперативную информацию для проактивного принятия решений. BASF, DuPont, Ineos и другие лидеры мировой нефтехимии внедрили и развивают у себя MES-системы, расширяя их функциональность для охвата всего операционного менеджмента.

Что такое MES?

MES нужна для автоматизации производственного менеджмента. Эта система консолидирует в режиме on-line массив данных, поступающих с АСУ ТП, узлов учета и автоматизированных рабочих мест (АРМ) ручного ввода. Прикладные модули системы оперируют всем объемом информации, накопленным в базе данных. Таким образом, происходит обобщение и перевод в удобную для анализа форму всей информации по предприятиям.

При этом MES и ее подраздел LIMS (содержит лабораторную информацию, информацию по контролю качества и т.д.) обеспечат необходимыми данными внедряемую систему ERP, систему управления цепочками поставок и производственную систему. Так, ПСС задействует ряд показателей, позволяющих оценить эффективность производства (ключевой среди них - время полезной работы). MES поможет их рассчитать, избавляя команду от рутинных действий по сбору и обработке цифр, более того, значительно ускоряя эту процедуру, поскольку данные с производственных площадок приходят в режиме реального времени, в удобной стандартной форме. Для ERP и управления цепочками поставок MES передаст данные производственного учета с нижнего уровня (узлы учета и АСУ ТП).

Вообще, вся необходимая для планирования информация становится доступной и однозначно интерпретируемой. Создается единое информационное бизнес-пространство предприятий и дирекции, содержащее актуальную информацию по технологии, энергопотреблению и качеству.

Модули системы

База данных реального времени служит для сбора информации с систем управления технологическим процессом, автоматизированных узлов учета и прочих источников оперативных данных о производстве. В базе крупных предприятий хранятся сотни тысяч параметров и событий. История изменения каждого параметра архивируется как ежесекундно обновляемый временной ряд. К этим данным можно обратиться через приложения, например: технологический мониторинг (о котором ниже) позволяет построить график и ретроспективно увидеть, как меняется конкретный параметр в заданный период. К сохраняющимся в базе данным можно обратиться спустя годы.

Технологический мониторинг и диспетчерское управление - эти модули оперируют всем объемом информации, накопленным в базе данных, позволяя пользователю «держать руку на пульсе» производственного процесса. Для диспетчера предприятия MES сводит с разрозненных заводских систем управления всю информацию в одно «окно», давая обзор состояния предприятия в реальном времени. Диспетчер видит движение сырья, полуфабрикатов, готовой продукции. Он получает тревожные сообщения, показывающие, где ситуация отклоняется от нормальной, и может моментально отреагировать на риск возникновения внепланового простоя или любого другого инцидента. Единая система облегчает координацию между цехами, позволяет ввести функцию «единой диспетчерской» на предприятии.

Первичный производственный учет. Этот модуль автоматизирует создание отчетности. Сегодня на предприятиях производственная отчетность формируется вручную. В этом участвуют десятки специалистов. Автоматизация исключает человеческий фактор, включая в отчет прозрачные и непротиворечивые данные. Всегда есть возможность увидеть, какие исходные данные стоят за каждой цифрой в отчете. Модуль увязывает системы планирования с фактическим состоянием производства. Выполнение плана контролируется в режиме реального времени.

Модуль анализа эффективности производства и энергоснабжения позволяет выявлять зависимости между параметрами технологического процесса, а также установить основные факторы, которые влияют на эти параметры. Так, посмотрев статистику работы установки за несколько лет, технолог может определить оптимальный расход пара для выпуска продукта целевого качества. MES предоставляет технологам и специальные программы, облегчающие установление расходных норм и оптимального режима. Например, связав производственные и энергетические параметры, можно оптимизировать энергопотребление, производя при этом те же объемы продукта того же качества.

Материальный и энергетический баланс . Уже первичный производственный учет позволяет уменьшить ошибки в передаче данных и локализовать потери. Квинтэссенцией производственного учета является сведение согласованного материального и энергетического баланса. Нынешние методы согласования баланса основаны на ряде приближенных расчетов и не позволяют получить достоверных значений по каждому объекту предприятия. К тому же отсутствует прозрачный и объективный механизм распределения общезаводских потерь между цехами и установками, а это мешает идентифицировать потери в месте их возникновения. Задача в том, чтобы обнаружить источники и причины потерь. Планирование и мониторинг потребления энергоресурсов организуются по тому же принципу. MES собирает данные в on-line, агрегирует их и показывает фактическую ситуацию по энергопотреблению. По консервативным оценкам, правильное применение всех модулей MES (вместе с техническим приборным учетом энергоресурсов, грамотными управленческими процессами и системой мотивации энергосбережения) даст сокращение потребления на 3-5%. Это 1-1,5 миллиарда рублей в год по всем предприятиям СИБУРа.

MES уже в СИБУРе

Уже сейчас в дирекции углеводородного сырья каждые 2 часа данные с 24 узлов учета попадают в MES, и каждые сутки сводные показатели загружаются в ERP. В дирекции пластиков и оргсинтеза мониторят с помощью MES выпуск и качество продукции «Сибур-Химпрома». В дирекции синтетических каучуков на «Тольяттикаучуке» также активно используются данные АСОДУ, а топ-менеджеры «Воронежсинтезкаучука» даже попросили вывести данные из системы АСОДУ (оперативного диспетчерского управления) на свои iPad.

Есть предприятия, которые еще до начала корпоративной программы пытались внедрить у себя MES. Это «Сибур-Химпром», «Воронежсинтезкаучук», «СибурТюменьГаз», «Юграгазпереработка», «Тольяттикаучук», «ПОЛИЭФ». В первую очередь, внедрялись самые простые, базовые модули MES. Однако локальное внедрение на каждом отдельном предприятии менее эффективно, чем корпоративная система. А главное, важно внедрять MES вместе с ERP, ПСС и другими корпоративными проектами, которые позволят раскрыть весь ее потенциал.

В рамках корпоративной программы разработано целевое видение функции «Эффективность производства». Определены требования к системам и уровню интеграции, выбраны IT-платформы. Подраздел LIMS внедряется на «Томскнефтехиме», «Тобольск-Нефтехиме», «Тольяттикаучуке» и «Тобольск-Полимере». Разработана дорожная карта внедрения MES/LIMS по всей компании. Первую очередь внедрения предполагается завершить к 2015-му, а вторую - к 2017 году.

Проектируется типовое MES-решение для предприятий СИБУРа. При этом краткосрочные проекты-ускорители внедряются уже сейчас, что позволяет сократить время внедрения MES и продемонстрировать ее работу на реальном производстве. Скажем, на площадке «Сибур-Химпрома» сейчас внедряется модуль «первичный производственный учет». В дальнейшем он будет использован для демонстрации работы системы. Это позволит быстрее получить обратную связь от будущих пользователей и опробовать типовые решения.

О пользе автоматизации

Директор функции «Обеспечение информационной инфраструктуры производственных бизнес-процессов» Лев Бондаренко.

Мы активно обсуждаем с предприятиями необходимость автоматизированного сведения материального баланса для повышения эффективности. Поднимать эффективность невозможно без систем контроля за операционной деятельностью (например, важно отслеживать соблюдение расходных норм, величины безвозвратных потерь). Мы предлагаем руководству предприятий усилить контроль за этими показателями: «Есть проблема с потерями? Есть проблема с нормированием? Вот инструмент, который поможет». По нашему опыту, люди сначала относятся к новому инструменту осторожно, а потом жить без него не могут - настолько привыкают к тому, что любая информация по любому производственному объекту доступна на кончике пальца. Причем этот инструментарий востребован на всех уровнях: от базового уровня производственных смен до высшего руководства компании. Сейчас на площадки пришло ощущение, что заказчиком MES/LIMS, прежде всего, выступают они сами. И нам очень важно, чтобы люди не разочаровались. Мы собираем пользовательские требования, проводим глубокие интервью, выясняя, что именно хотят от MES. Эта информация ляжет в основу типового решения - стандарта MES для СИБУРа. Причем в некоторых исключительных случаях (например, в случае процесса «сортировка брикетов по партиям» на производстве каучуков) мы можем для пользы дела немного отступить от стандарта.

Директор по производству дирекции синтетических каучуков СИБУРа Сергей Полонянкин.

Когда я работал на «Тольяттикаучуке», ежедневно пользовался системой оперативного диспетчерского управления (АСОДУ), которая была установлена на производстве бутилкаучука. В системе меня интересовала температура полимеризации, сухой остаток, количество аппаратов в работе, уровень в парках. Все это я мог отслеживать со своего компьютера. Я мог посмотреть, как отработала ночная смена, каковы актуальные параметры в системе, в чем проблемы, если они есть. Это лучше, чем кого-то спрашивать: человек может не понять вопрос или быть недостаточно компетентным, кто-то постесняется или даже побоится сказать правду. А в автоматизированной системе все видно, информация корректна, объективна, представлена в виде графиков. Видны тренды. Я был очень доволен и сейчас выступаю за то, чтобы эта система, хоть она и недешевая, была установлена на других производствах предприятия. Точно могу сказать, что внедрение MES позволит более эффективно вести процессы, постоянно отслеживать наши затраты и объективно, адекватно и более оперативно реагировать на отклонения, которые возможны в работе.

Технический директор «СибурТюменьГаза» Алексей Бикетов.

Внедрение автоматизированной диспетчерской системы было обусловлено необходимостью оперативного получения производственных показателей работы предприятий в режиме оn-line. С внедрением автоматической центральной диспетчерской (АЦД) диспетчеры освободились от рутинной работы по сбору информации по телефонам, факсам и ручного ведения режимных листов. На видеопанели в центральной диспетчерской в Нижневартовске в реальном времени отображается информация по основным производственным показателям работы предприятий «СибурТюменьГаза». А когда диспетчеру доступна самая свежая информация, качество принятия решений повышается в разы. В текущем году реализована автоматическая передача данных по переработке сырья и выпуску готовой продукции из АЦД в ERP СИБУРа, что значительно сократило время занесения информации и риски искажения при ручном вводе.

Егор Соколов, Анастасия Дроздова, Геннадий Метан

29.11.2013, Пт, 12:11, Мск

страницы: предыдущая | | 2

Автоматизацией производства на базе MES мы занимаемся преимущественно в интересах нефтяных компаний, предприятий электроэнергетики, горнодобывающей и металлургической промышленности. Тут нам помогают крепкие партнерские отношения с мировыми производителями MES-платформ – OSIsoft и Wonderware Invensys. Мы наработали высочайший уровень экспертизы в нефтепереработке и нефтехимии. Внедрения MES в этом секторе мы проводим с 2009 года, при этом некоторые наши эксперты работают в отрасли более 20 лет. Поэтому мы можем «похвастаться» продуманным методологическим подходом и солидным опытом внедрений: созданные нами системы работают на нескольких крупных нефтеперерабатывающих заводах суммарной мощностью переработки более 22 млн тонн в год.

CNews: Расскажите подробнее о проектах в этой сфере. Какие бизнес-задачи решаются благодаря развертыванию MES?

Антон Сушкевич: Один из крупнейших на рынке проектов наша команда реализовала на НПЗ АНК «Башнефть». Сначала MES-решение запустили на одном из главных перерабатывающих заводов заказчика, а потом успешно тиражировали на другие предприятия.

На первом этапе наши специалисты провели детальное обследование технологических объектов и потоков НПЗ, затем создали математическую модель производства и реализовали ее в информационной системе на базе платформы PI Systems OSIsoft. Информационная система интегрирована со всем комплексом АСУ ТП НПЗ, настроена передача плановых данных из SAP ERP. Данные АСУ ТП поступают в базу данных в режиме реального времени, и заинтересованным службам выдается оперативная информация за отчетные сутки (с накоплением за отчетный месяц при необходимости) о том, как идет производственный процесс: как загружены установки, какова выработка нефтепродуктов, каковы показатели качества нефтепродуктов. На сегодня внедрение MES продолжается – идет развитие информационной системы, которая уже стала неотъемлемой частью управления производством.

Результат очевиден. Во-первых, все технические и экономические службы НПЗ получают достоверные и структурированные данные обо всех производственных процессах в режиме реального времени. Модель, заложенная в основу системы, обеспечивает единый источник информации о текущих процессах. Все уровни пользователей – от операторов установок и сотрудников инженерно-метрологической службы до главного технолога, главного механика и главного диспетчера – работают с одними и теми же данными. Это сильно упростило и ускорило взаимодействие между всеми службами завода.

Во-вторых, управление НПЗ получило мощный аналитический инструмент, благодаря которому руководители оперативно получают данные о производстве в онлайн и видят выполнение поставленных задач.

Кроме того, использование MES позволяет создать информационную базу для статистического анализа и прогноза, а также обучения производственного персонала. Эта часть не связана с непосредственным оперативным управлением, но очень важна для выстраивания и оптимизации производственных процессов.

CNews: Есть ли особые требования к инфраструктуре заказчика? Каковы факторы успешного внедрения?

Антон Сушкевич: Качество работы MES напрямую зависит от уровня оснащенности установок, станков и другого оборудования средствами автоматики, парка контрольно-измерительного оборудования и т.п. Важно использовать современные датчики и устройства. На многих российских предприятиях, к сожалению, стоят контроллеры 30-летней давности. Это не просто усложняет внедрение MES, а зачастую ставит его под вопрос. В подобных случаях важнее установить новую автоматику, чем создавать систему верхнего уровня.

Есть особые пожелания и к работе команды исполнителя и заказчика. Важно, чтобы заказчик был заинтересован в конечном результате и предоставил качественные данные для проведения обследований. Практика показывает: чем больше сотрудники заказчика вовлечены в процесс внедрения, тем выше степень удовлетворенности результатом. Другая сторона тоже не должна делать проект «для себя», интегратору следует быть предельно внимательным к своему клиенту на всех стадиях. В проекте для «Башнефти» совместная команда сработалась отлично: несмотря на масштабность, внедрение реализовано качественно и в срок. Система продолжает развиваться под присмотром обеих сторон.

CNews: Можно ли назвать проекты по автоматизации непрерывного производства типовыми?

Антон Сушкевич: Я уже отмечал уникальность каждого конкретного производства и необходимость персональной доработки и настройки систем. На примере нефтяной отрасли можно сказать, что после успешного внедрения на одном из заводов заказчик принимает решение о тиражировании положительного опыта на схожие предприятия, ориентируется на копирование уже внедренной функциональности. В большинстве случаев за основу выбирается та же программно-аппаратная платформа и та же команда внедрения.

CNews: Сколько стоит внедрение систем уровня MES и от каких факторов зависит цена?

Антон Сушкевич: Цена создания MES, как и большинства ИТ-проектов, складывается из стоимости программно-аппаратного обеспечения и услуг по внедрению. Стоимость ПО зависит от объема функционала и числа интегрируемых источников. Итоговая цена MES-решения варьируется от нескольких сотен тысяч долларов за базовый функционал до нескольких миллионов за уникальное полнофункциональное решение.

MES-система требовательна к аппаратным ресурсам, однако доля расходов на оборудование в общем объеме затрат незначительна. Идеально, если программное обеспечение может быть размещено на виртуальных серверах в собственных ЦОД компании. И многие крупные предприятия обычно уже обладают такими ресурсами.

CNews: Как можно оценить рентабельность проектов по развертыванию систем MES?

Антон Сушкевич: Прямое следствие внедрения MES – это точное выполнение текущего плана производства, соблюдение требований по качеству продукции, минимизация брака, внеплановых остановок оборудования, снижение энергозатрат. Все прекрасно понимают, что даже небольшое улучшение этих параметров прямо влияет на финансовые показатели деятельности предприятия в целом. Важно и то, что MES предоставляет статистику, анализ которой помогает компаниям снижать риск отказов оборудования, которые так или иначе приводят к экономическим потерям.

По обобщенным данным международной ассоциации производителей и пользователей MES, эффективная загрузка оборудования при использовании таких систем возрастает на 30-60%, сокращение затрат на энергоресурсы приближается к 40%, а срок окупаемости достигает 6 месяцев. Конечно, оценить все положительные эффекты для каждого конкретного случая заранее достаточно сложно, но можно сказать, что именно MES-системы непосредственно влияют на экономические показатели производства.

CNews: Каковы, по вашему мнению, перспективы развития данного направления в России?

Антон Сушкевич: Безусловно, самые радужные. Эти системы уже успели получить распространение в непрерывном производстве – нефте- и газодобыче, нефтепереработке, нефтехимии. Нефтяные компании на большинстве своих НПЗ уже завершили внедрение основного функционала MES и сейчас переходят к созданию аналитических приложений, инструментов для оптимизации производственных процессов. По нашим прогнозам, в ближайшие годы в отрасли востребованными будут решения для сведения материальных и энергетических балансов, а также для совершенствования технологических процессов.

MES-решения востребованы в горнодобывающей отрасли, металлургии, металлообработке, машиностроении, но проектов пока мало. Предприятия этих отраслей в большинстве своем нуждаются в установке современных средств автоматики, повышении степени интеллектуальности и управляемости технологических процессов. Впрочем, есть и масса сдерживающих факторов: сокращение инвестиционных программ ввиду замедления роста мировой экономики, усиления конкуренции со стороны импорта. Но без ставки на эффективность производства невозможно удержать рыночную долю и рост прибыли, поэтому, думаю, в ближайшее время MES-системы займут свое место в ИТ-ландшафте любого предприятия.

страницы: предыдущая | | 2

Внедрение MES-системы Zenith SPPS в различных производственных отраслях

Сергей Высочин, Юрий Смирнов, Андрей Бояр-Созонович

Универсальность ядра, настраиваемый и эргономичный пользовательский интерфейс, гибкость и открытость являются важными условиями успешного внедрения и использования современных информационных систем. Эти требования, часто озвучиваемые пользователями, актуальны и для систем оперативно-диспетчерского контроля, к которым относится Zenith SPPS. Данную систему можно адаптировать под различные производства и бизнес-процессы — от приборостроения и машиностроения до полиграфии и пищевой промышленности.
В настоящей статье мы представляем несколько примеров успешного внедрения системы Zenith SPPS на ряде предприятий различных отраслей экономики.

Производство кабельно-проводниковой продукции (на примере ООО «Алюр», г.Великие Луки)

Особенностями рынка кабельно-проводниковой продукции являются широкая номенклатура выпускаемых изделий и большое количество их характеристик, которые могут измеряться в различных единицах, таких как вес изделия, его длина в погонных метрах, площадь сечения и число токопроводящих жил, испытательное напряжение, электрическое сопротивление изоляции и т.д. Производство кабелей и проводов характеризуется частичной непрерывностью процесса, относительно небольшим количеством технологических операций, использованием различных методов планирования (как на склад, так и под заказ).

Кабельный завод ООО «Алюр» работает на рынке производителей кабельной продукции с апреля 1996 года и считается динамично развивающимся предприятием (рис. 1). Сегодня завод выпускает более 300 различных марок кабеля и провода: силовые кабели, контрольные кабели, бытовые провода, установочные провода, соединительные провода и шнуры. Продукция ООО «Алюр» соответствует российским и мировым стандартам качества, на предприятии действует система менеджмента качества, сертифицированная на соответствие требованиям ГОСТ Р ИСО 9001 — 2008 (ИСО 9001 — 2008).

В ходе развития предприятия его руководство осознало необходимость автоматизации оперативного планирования и диспетчерского контроля на этапе непосредственного изготовления изделий. Для решения этой проблемы на предприятии рассматривался вопрос о приобретении одной из немногих представленных на отечественном рынке исполнительных производственных систем, или MES-систем. Основными целями внедрения системы на предприятии были повышение степени прозрачности производственных процессов и создание условий для выполнения в срок оптимально возможного количества заказов.

Учитывая интерес, проявленный сотрудниками структурных подразделений и руководством ООО «Алюр» к системе Zenith SPPS, сотрудники фирмы — разработчика системы «Софф Трейд» выехали на предприятие с целью презентации продукта и обследования предприятия. В ходе командировки были определены основные пожелания и выявлены возможные узкие места внедрения.

Например, было установлено, что ассортимент выпускаемых изделий на предприятии весьма стандартен, технологические цепочки практически неизменны, а заказы отличаются только номенклатурой и количеством продукции. В связи с этим большой интерес вызвал модуль технологической подготовки Zenith TECH, позволяющий создавать шаблоны заказов с набором стандартных изделий и техпроцессов, а в ходе повседневного использования системы создавать на основе шаблонов новые файлы заказов, внося необходимые коррективы (обычно небольшие). Для ООО «Алюр» оказалось важным, что применение Zenith TECH позволяет начать работу с системой сразу после обучения конечных пользователей, без каких-либо дополнительных адаптационных настроек системы.

Немаловажен и тот факт, что Zenith SPPS использует общепринятые технологии доступа к информации и обмена данными (рис. 2).

В результате руководство предприятия приняло решение приобрести систему Zenith SPPS с целью дальнейшего использования.

Процесс передачи рабочей версии системы специалистам ООО «Алюр» занял несколько дней. Для приобретения навыков работы с системой технологам и диспетчеру хватило информации, имеющейся в сопроводительной документации; специального обучения не потребовалось. После подготовительной работы, связанной с вводом данных об участках, рабочих местах, видах работ, норм выработки и т.д., было произведено первое пробное планирование реального производственного заказа с горизонтом планирования на две недели. В целом результат оказался положительным: Zenith SPPS можно было использовать для планирования производства в исходном виде.

В ходе дальнейшей эксплуатации системы выяснилось, что основной проблемой при планировании была необходимость указать начало некоторых операций до полного завершения предыдущих. Эта необходимость возникала тогда, когда часть продукции была уже обработана и ее требовалось передать на следующую операцию для минимизации простоев оборудования. На тот момент в Zenith SPPS такая возможность отсутствовала, и каждую следующую операцию можно было начать только после полного завершения предыдущей. На практике же на предприятии существовали операции, которые зависят друг от друга лишь частично и их можно выполнять на разном оборудовании одновременно. Лишь операция более высокого уровня требовала полного завершения всех предыдущих операций.

Предложенный вначале вариант с клонированием операций оказался не очень удобен, поскольку изготовление одного изделия приходилось дробить на два и даже на три изделия, и это при том, что обычный заказ состоит в среднем из 150 позиций, каждая из которых имеет от трех до семи переделов.

Разработчики Zenith SPPS учли данное обстоятельство в очередной версии своей системы. Впоследствии предприятие приобрело обновление до версии 2.1, где набор возможных зависимостей между операциями был существенно расширен (рис. 3). Появилась поддержка наиболее часто применяемых в производстве зависимостей «финиш-старт» и «старт-старт» на всех этапах оперативного планирования и диспетчерского контроля. Кроме того, предлагался широкий список дополнительных условий: начало операции с задержкой или опережением, в определенный день недели, не ранее фиксированной даты и т.д. (рис. 4).

Следовательно, в результате сотрудничества с ООО «АЛЮР» в Zenith SPPS появилась возможность более простого и корректного моделирования следующих процессов:

• инициализация продолжения обработки части изготавливаемых единиц до завершения предварительной обработки всей партии;
• задержка начала операции по технологическим соображениям (например, перед выполнением операции необходима просушка или остывание полуфабриката);
• моделирование периодических (циклически повторяющихся через определенный период времени) операций.

Данная функция позволила предприятию наиболее точно и правильно моделировать технологический процесс и рассчитывать расписание, а также оказалась полезной и другим предприятиям.

Полиграфическая промышленность (на примере ООО «Имедженси Принт», г.Москва)

Большинство предприятий полиграфической промышленности довольно полно автоматизировали учет поступающих заказов, склада, бухгалтерии. В настоящее время в связи с ростом конкуренции на рынке полиграфических услуг многие компании этой отрасли начинают задумываться и о грамотной автоматизации производства.

Основными особенностями среднего полиграфического производства можно назвать:

• широкий ассортимент продукции;
• наличие большого числа разных заказов;
• множество рабочих мест, с которых могут вводиться заказы;
• необходимость точного планирования производства с целью информирования клиентов о сроках готовности заказов (учитывая тот факт, что многие заказы могут быть достаточно срочными);
• зависимость запуска заказов в производство от одновременного наличия нескольких видов комплектующих, критичных для выполнения заказа;
• взаимозаменяемость оборудования;
• наличие различного режима работы оборудования.

В целом при первичном обследовании предприятия и моделировании пилотного проекта система Zenith SPPS смогла решить основные поставленные руководством предприятия задачи. В дальнейшем при опытной эксплуатации системы был выявлен ряд узких мест, ликвидация которых была успешно проведена специалистами компании «Софф Трейд».

Например, вопрос о запуске заказа на производство при условии наличия всех материалов был решен с помощью одной из инновационных функций Zenith SPPS — безлимитных рабочих мест. Дело в том, что начиная с версии 2.0 в Zenith SPPS существует возможность планирования операций без формирования очереди на выполнение на отдельные рабочие места (технологическая последовательность изготовления изделий при этом сохраняется). Другими словами, на таких рабочих местах можно одновременно выполнять неограниченное количество не связанных между собой операций (рис. 5).

На эти безлимитные рабочие места можно назначать операции, не требующие затрат труда и дорогостоящего оборудования, такие как просушка, отпуск, хранение и др. Но основное назначение безлимитных рабочих мест — моделирование работ по кооперации. В этом случае партнера по кооперации можно представить как одно безлимитное рабочее место или как несколько рабочих мест, из которых как минимум одно — безлимитное.

В случае ООО «Имедженси Принт» операциям по получению и закупке сырья, материалов или комплектующих, как для предприятия в целом, так и для конкретного заказа, было присвоено несколько виртуальных безлимитных рабочих мест. К этим операциям были привязаны последующие технологические операции обработки и сборки. Предложенная «Имедженси Принт» модель позволила внести серьезные оптимизационные изменения в исходный код Zenith SPPS, в результате чего стала возможна имитация одновременного выполнения сотен операций на одном безлимитном рабочем месте.

В настоящее время на предприятии идет переход от опытной к промышленной эксплуатации системы Zenith SPPS версии 2.1.

Пищевая промышленность (на примере предприятия ЗАО «НП Конфил»)

Основная сложность использования систем оперативно-диспетчерского контроля на предприятиях пищевой отрасли — большая доля поточных производств в технологическом цикле, а также строгие требования по учету сырья и контролю качества продукции.

В связи с этим успешное внедрение MES-решения возможно лишь в связке с ERP-системой (или аналогичной по функциям), поскольку любая MES-система в первую очередь ведет планирование и учет по параметру «время».

На ЗАО «НП Конфил» пошли по пути наращивания мощности действующей системы учета и контроля за счет интеграции с системами сторонних производителей. На предприятии работает система управления данными собственной разработки на базе Microsoft SQL Server.

Основная деятельность предприятия — производство кондитерских изделий: конфеты, шоколад, карамель, мармелад, зефир, вафли. Ассортимент выпускаемых кондитерских изделий насчитывает почти тысячу наименований.

Начиная с 1999 года разработаны и внедрены следующие подсистемы: бухгалтерский и налоговый учет, финансы, кадры, учет материалов и готовой продукции, склады, продажи, маркетинг, планирование, учет затрат на производство, учет работы транспорта, учет в столовой и магазинах, делопроизводство. Для улучшения работы с покупателями планируется автоматизировать процессы управления взаимоотношениями с покупателями и оперативное управление производством с учетом поступивших заявок по ассортименту и срокам.

Система календарного планирования и диспетчерского контроля Zenith SPPS была выбрана для автоматизации производственного участка. После настройки и проведения интеграции с учетной системой Zenith SPPS была запущена в опытную эксплуатацию.

Среди важных вопросов, возникших при внедрении Zenith SPPS на пищевом предприятии, — возможность установки периодических организационных простоев, например для санитарных мероприятий на оборудовании, особенно важных на подобных предприятиях.

Данная проблема сейчас решается с помощью надстройки «Периодические простои», первоначально созданной для поддержки процессов мебельного производства (рис. 6).

Рис. 6. Пользовательский интерфейс надстройки «Периодические простои»

Надстройка применяется для быстрого ввода организационных (запланированных) простоев в случаях, когда необходимо установить особый график работы для одного или нескольких рабочих мест. Надстройка интегрируется с основным программным модулем автоматизированной системы Zenith SPPS.

Работа с надстройкой начинается с создания новой серии простоев, для чего необходимо нажать кнопку Создать новую серию . После этого серия появится в плане простоев. Далее для серии указываются рабочие места, интервал времени, в рамках которого следует расположить простои, длительность каждого простоя и период повторения простоев. Для интервала и периода повторения простоя можно также указать способ измерения длительности: астрономическое (обычное) время или рабочее время производственного подразделения.

При нажатии на кнопку Рассчитать простои происходит расчет и добавление в базу данных простоев, соответствующих параметрам текущей серии. В этом случае после нажатия кнопки ОК простои добавляются в производственное расписание и становятся видны на графике загрузки рабочих мест (рис. 7). Если же расчет простоев серии не был произведен, то после нажатия кнопки ОК сохраняется лишь общая информация о серии простоев. Простои в расписание в этом случае не добавляются и могут быть рассчитаны в дальнейшем.

Резюмируя все сказанное, отметим, что использование Zenith SPPS в различных отраслях отечественной промышленности вполне успешно и оправданно. Своевременный и грамотный учет требований разных предприятий способствует развитию интеграционных качеств системы, что, несомненно, усиливает экономический эффект от ее использования.

О возрастающей актуальности вопросов управления производственными процессами и качеством, диспетчеризации и оптимизации производственных маршрутов свидетельствует то, что свое третье заседание члены клуба CIO металлургии решили посвятить проблемам автоматизации производства на MES-уровне. Яркие выступления ИТ-директоров металлургических предприятий вынуждают сделать безрадостный вывод: тенденции этого рынка сильно напоминают ситуацию, которую мы уже имели 10 лет назад с ERP-системами. Круглый стол был организован при участии компании "Оптима-интегратор".

Участники круглого стола:

Ведущий круглого стола - Константин Зимин.

Куда стрелять?

Intelligent Enterprise: Мне кажется, прежде всего нужно поговорить о том, куда, выражаясь словами Игоря Суковатина, "стрелять". Функционал MES, по крайней мере по определению MESA, очень широк: ассоциация MESA выделяет 11 основных функций систем класса MES. Но нельзя сделать всё сразу, очевидно, что какие-то задачи должны иметь приоритет перед другими. Какие неотложные проблемы в области управления производством испытывают ваши предприятия?

Любовь Перепелицына
Хотя конкретные задачи и могут быть разными, на проблемы производства нужно смотреть в комплексе. Конечно, для руководства предприятия решение каких-то проблем является более приоритетным. Однако при этом надо последовательно заниматься комплексным документированием и формализацией производственного процесса. И когда начинается MES-проект, необходимо рассматривать производственные процессы определенного цеха целиком. Да, решать одновременно все проблемы нельзя, но надо по крайней мере видеть все потенциальные области применения строящейся системы управления производством.

Причем об этом надо задуматься уже на стадии обследования производства. Только обследование, выполненное на должном методологическом уровне, позволяет понять, не только куда надо "стрелять", но и, некоторым образом, как и когда это делать. Вопрос, куда "стрелять", -- это выявление проблемных мест производства и его системы управления в результате обследования. К сожалению, сегодня мы в большей степени "стреляем" туда, куда нам указывает руководство. По большому счету правильно указывает -- исходя из своего опыта, знания бизнес-процессов, умения видеть и аккумулировать проблемы. Но все-таки ответ на этот вопрос должно дать обследование, оно должно стать базой для обоснования подходов и способов решения той или иной конкретной проблемы и вместе с тем обеспечить комплексное видение всей совокупности вопросов, касающихся целесообразности построения MES-системы.

MES и ERP

Функционал MES и ERP-систем частично дублирует друг друга. Например, управление персоналом, качеством, производственными фондами и техобслуживанием есть и там и там. Чем это обусловлено -- реальной потребностью или маркетинговыми устремлениями производителей ПО? Какие задачи логичнее решать в MES, а какие - в ERP-системе?

Любовь Перепелицына
Действительно, MES-система построена так потому, что это отвечает требованиям конкретного предприятия. Данная функциональность в принципе логично встраивается в решения цехового уровня. На цеховом уровне необходимо понимать, как расставлен персонал и какие качественные характеристики процесса зависят от каждого конкретного работника. Однако, на мой взгляд, применимость той или иной системы зависит от того, централизована ли MES для всего предприятия. Если централизована -- то применение ее для управления персоналом логично. Если нет и на предприятии работают разные MES на разных производствах -- тогда это бессмысленно нет. Потому что предприятию нужны централизованные системы управления персоналом, управления основными средствами и фондами. И тогда централизованное решение должно быть интегрировано с MES.

Юрий Сарапулов
Заметьте, что отсутствие на предприятии решений уровня MES сильно влияет на функциональность ERP-системы. Если ваша ERP-система интегрирована с десятком цеховых систем - это один случай, а если нет, то придется и управление качеством, и даже прослеживаемость делать в ERP-системе. Другого-то ничего нет. И этим поставщики ERP-систем бессовестно пользуются.

Любовь Перепелицына
Еще один признак разделения MES- и ERP-системы - временной. ERP не является системой реального времени, что не позволяет оптимально использовать ее для решения задач управления производством. Это принципиальный водораздел между MES- и ERP-системами.

Заметьте, что рост интереса к MES зависит от требований, которые менеджмент предъявляет к производственной информации. Еще пять лет назад менеджеры верхнего уровня не претендовали на получение данных в реальном времени. Производственники существовали отдельно -- у них были свои системы, которые управляли агрегатами, и для того чтобы управлять, им достаточно было данных от АСУТП. На сегодняшний день сформированы новые требования менеджмента к управлению производством, и в результате на MES-проекты выделяются средства.

Организация проекта внедрения MES

Давайте теперь перейдем к организации проекта внедрения MES. Практические рекомендации, которые дает MESA, объемны, и в них можно выделить несколько особенностей. Во-первых, довольно продолжительное время -- первые четыре этапа -- фактически посвящено предпроектному анализу и выработке четких целей проекта. А во-вторых -- по сути формируется два списка преимуществ и проводятся две презентации, для топ-менеджмента и производственников. Насколько оправданны такие подходы?

Борис Славин
Мне кажется, что подходы к реализации MES-проектов те же самые, что и в случае ERP-систем. Это касается и необходимости определения целей проекта, и градации ключевых пользователей системы. Если вы внедряете ERP-систему, то понятно, что у руководителя будет один интерес, а у отдела продаж -- совершенно другой. На мой взгляд, MES должны внедряться так же, как и любые другие системы, и здесь нет никаких особенностей.

Гилел Глезер
То, что MESA очень много внимания уделяет именно предпроектной стадии, вполне понятно и правильно. Ясно, что если говорить вообще, не вдаваясь в конкретику, то внедрение многофункциональной MES позволяет иметь достоверную, оперативную, релевантную информацию о производстве. Конечно, своевременно получаемая, объективная и достаточно полная информация позволяет более целенаправленно и эффективно решать задачи управления производством, в частности повышения качества продукции и сокращения затрат. Но в каждом конкретном случае обязательно надо посмотреть, стоит ли овчинка выделки. Нужна ли для данного производства и на данном этапе MES, а если нужна, то какая?

Опыт подсказывает, что начинать надо с проработки концепции построения MES и АСУТП с охватом всех стадий от предпроектного обследования производства до эксплуатации. То есть начинать с осмысления проблемы в целом. Прежде всего нужно разобраться, что такое MES, что мы под этим понимаем, так как в литературе это понятие трактуется по-разному. Затем -- определить цели и задачи построения MES. Далее - последовательно на всех стадиях создания систем рассмотреть подходы к созданию функционала и обеспечивающих частей (программно-технического, информационного, организационного и правового обеспечения).

Возьмем, например, предпроектное обследование. Для его проведения необходимо определиться, что и как надо обследовать. Понятно, что обследовать надо объект управления, но ведь это можно делать по-разному. Тут нужно продумать, как классифицировать этот объект, по каким составляющим, чтобы обеспечить максимальную формализацию процесса обследования не в ущерб его полноте и глубине.

Наметив подходы к получению представления об объекте управления путем определенной его декомпозиции, нужно определить подходы к получению информации о том, как сейчас осуществляется управление объектом. И здесь снова необходима определенная классификация. Для чего все это надо делать? Для того чтобы, сопоставляя результаты обследования объекта и обследования системы управления, выявить узкие места, осмыслить целесообразность той или иной MES, выбрать узловые проблемы конкретного производства, наметить последовательность их решения и возможности использования типовых решений.

Такой концептуальный подход позволяет разработать типовую методику обследования, позволяющую сократить его срокине в ущерб полноте и качеству. Не рассматривая, что должно быть отражено в концепции по остальным стадиям создания MES и АСУТП, хочу только отметить целесообразность использования ГОСТов и РПД на проектирование и внедрение информационных систем, тех же, например, АСУТП. Разработанные в СССР в 80-е годы прошлого века, они, по моему мнению, в основном не потеряли актуальности и сегодня. Разумеется, концепция не должна включать их тексты, но должна содержать указания, на каком этапе, каких ГОСТов и в каком объеме надо придерживаться.

Роль и место консультантов

Тогда давайте и поговорим о роли консультантов в MES-проектах. Какова она и можно ли их привлечением ускорить различные стадии работ, например, предпроектные обследования?

Дмитрий Глушич
Практически в каждом проекте мы сначала проводим технический аудит, задачей которого как раз и является обследование объекта и описание его текущего состояния. Внешнее обследование позволяет несколько ускорить работу. Но здесь есть и ряд проблем. Во-первых, заказчики не слишком охотно идут на это: "За что, собственно говоря, мы платим? за то, что вы погуляете по заводу и что-то там напишите?". Во-вторых, оценка стоимости этой работы с точки зрения заказчика и с точки зрения подрядчика очень разнится. Для подрядчика эта работа -- крайне затратная, она требует немалого времени и самых квалифицированных специалистов с объемным видением задач. А для заказчика вовсе не очевидно, даст ли эта работа практический результат, и он не склонен адекватно оценить ее в стоимостном плане. Тем не менее у нас есть опыт увеличения темпов предпроектной работы. Самое важное, чтобы заказчик и подрядчик работали над проектом совместно. В этом случае совместное понимание проблем и видение решений и у тех и у других формируется гораздо быстрее.

Гилел Глезер
Да, наверное, можно как-то ускорить предпроектные работы. Однако, на мой взгляд, с подрядчиком имеет смысл работать уже после написания концепции, когда предприятие уяснило для себя, что и для чего ему надо в части управления производством. В отсутствие методических материалов и отечественного опыта по созданию MES-систем (есть только фрагментарный) именно создание концепции позволяет и ускорить работы, и обеспечить их определенное качество.

Юрий Сарапулов
К сожалению, по моим наблюдениям не только в области MES, но и вообще на ИТ-рынке существует масса, как я их называю, "трепологов от ИТ". Мне кажется, сегодняшний рынок ERP- и MES-систем заполнен такими "трепологами" -- людьми, которые всё знают и умеют, но ничего никогда не делали. Приходят консультанты, не имеющие практики в металлургии, и начинают безапелляционно предлагать универсальные решения. Это происходит очень часто. Но я думаю, что эта "трепология" скоро закончится и через четыре-пять лет появятся действительно опытные специалисты.

Любовь Перепелицына
По-моему, мы это уже проходили с ERP-системами, там было всё то же самое. Консультантам ведь тоже надо наработать опыт, и он, к сожалению, не месяцами накапливается, а годами. И потом для MES все-таки очень важна отраслевая специфика. Более того, даже в рамках отрасли есть свои особенности - например, у трубного производства. Кроме того, в последние годы в вузах не уделялось достаточного внимания инженерным специальностям. В результате уровень знаний специалистов очень далек от практики предприятий. Это означает, что практического опыта можно набраться только в конкретных проектах. И чтобы наработать этот опыт, должно пройти определенное время. Я думаю, что постепенно сформируются именно отраслевые системные интеграторы, которых можно будет привлекать для такого рода проектов.

Наталья Сарапулова
С моей точки зрения роль консультантов -- это знание инструментария внедряемой системы. Когда консультант приходит и несет стандартные бизнес-процессы -- извините, он мне не нужен. Как можно внедрять стандартную функциональность конкретной системы на конкретном предприятии? Можно, конечно, но только с ущербом для предприятия, так как каждое уникально. А вот когда консультант рассказывает, какие у системы есть возможности, как можно с помощью этого инструмента решать ту или иную задачу - это совсем другое дело. У нас есть опыт работы с консультантами, которые детально знали и систему, и объект, -- и всегда удавалось находить решение проблем, возникающих в огромных количествах при внедрении. Но, к сожалению, опыт показывает, что таких консультантов единицы.

Поэтому, на мой взгляд, востребован только тот консультант, который прекрасно знает инструмент. Конечно, он обязан знать стандартные бизнес-процессы, но главное - инструментарий и совместное творчество со специалистами предприятия.

Выбор инструмента

А каковы критерии выбора инструмента для реализации MES?

Гилел Глезер
Сейчас ситуация с созданием MES похожа на ту, какая была у нас в стране с ERP-системами примерно десять лет назад, за исключением одного "но". В то время худо-бедно какие-то ERP-системы уже функционировали на отдельных предприятиях, что позволяло понять, как работает инструмент, не только по его описанию, но и наблюдая, оценивая его функционирование в конкретных условиях. Когда видишь работу инструмента, легче оценить его достоинства и недостатки. Но что касается MES, то возможности увидеть инструмент в работе, оценить, "пощупать" мы не имеем. Нет у нас реализованных, внедренных на предприятиях MES, за исключением отдельных фрагментов. Чтобы увидеть практическую реализацию MES-систем в металлургическом, трубном производстве, нам предлагают поехать в Бразилию, Германию или Италию…

Наталья Сарапулова
На мой взгляд, осмотр работающей системы тоже не дает ответа на все вопросы. Примерно в 2002 году мы ездили в Чехию на предприятие, где успешно работала одна система. Нам ее показали, и я увидела наполовину переписанный типовой продукт. Всё, что нам показывали, - это нестандартные процессы. Получается, что нельзя делать выводы об инструменте, даже посмотрев работающую систему.

Во-вторых, я считаю, что в данном случае инструмент -- это дело десятое. Вспомните: некоторое время назад все металлурги выбирали инструмент, с помощью которого можно автоматизировать учетные процессы на предприятии. Одни пошли путем внедрения SAP R/3, другие -- путем внедрения Oracle е-Business Suite. Ну и какая сейчас разница?

Гилел Глезер
Тем не менее мы должны убедиться, что это подходящий инструмент. Нам надо знать, почему его плохо используют, почему необходимо дописывать функционал и прочие вещи. Это просто нужно, чтобы не повторять чужих ошибок.

Эффекты от внедрения MES

Каковы ожидаемые эффекты от MES? По данным MESA, внедрение MES даёт следующие эффекты:
рост производительности 5-20%; снижение общей стоимости переработки сырья 12-20%; снижение брака 10-30%; уменьшение объема незавершенного производства 30%; рост продуктивности работы управленцев (до внедрения на сбор данных тратится 80% времени, после - 20%); снижение запасов 20-40%; повышение точности учета затрат 15-30%; отсутствие ожидания поступления материала, повышение степени информированности и введение безбумажного оборота - экономия 30-40%; увеличение загрузки оборудования 45%; снижение затрат на ТОиР 15-30%; снижение времени простоев 10-20%; рост срока службы 10-30%; снижение запасов запчастей 15-20%.
По данным AMR Research время перенастройки сокращается на 35%, длительность этапов подготовки производства - на 22%, количество отходов и бракованной продукции - также на 22%. Согласны ли вы с такими оценками будущего эффекта? Применимы ли интегральные оценки MESA, сделанные на основе мирового опыта, к вашей ситуации? Каких эффектов от внедрения MES ожидаете вы?

Любовь Перепелицына
Я считаю, что подобные количественные эффекты возможны. Это подтверждает и опыт Игоря Суковатина на НТМК. Другое дело, что у всех разное производство и результаты могут различаться. Особенно в трубном, где меньше переделов, -- там ожидать сокращения на 20% запасов в цехах и "незавершенки" нельзя.

Юрий Сарапулов
На мой взгляд, реальный эффект значительно меньше. Я бы приведенные цифры делил на десять. Если бы, например, к нам пришла компания и предложила сделать MES за собственные деньги, а от полученного эффекта мы бы им отчисляли определенный процент (честный подход), то, я вас уверяю, цифры планируемого эффекта были бы значительно меньше.

Борис Славин
Я бы вообще не фетишировал информацию MESA. Дело в том, что члены этой ассоциации прежде всего продвигают свои решения. Они считают, что MES-уровень -- это ядро информационной системы, и поэтому в него попали и функции ERP-систем. Так же спокойно нужно относиться и к оценке планируемых эффектов. Я думаю, многие ИТ-директора знают, что во время бума ERP-систем интеграторы тоже называли огромные цифры эффекта от внедрения. Такой маркетинг понятен, и к нему нужно относиться спокойно.
С другой стороны, сегодняшний металлургический рынок России очень бурно развивается. И многие заводы по мощности пока еще не вышли на 100% своего максимума. Есть серьезные резервы: мы их можем и должны эффективно использовать. И если сейчас открывать какие-то проекты в области MES, то надо учитывать, как правильно задействовать те мощности и резервы, которые уже имеются. Кто сможет это сделать, тот выиграет, и эффект может быть очень высоким. Но почти все металлургические предприятия сейчас ведут проекты модернизации своего оборудования, и года через два -- четыре появится много новых производств. И здесь желательно сразу сделать так, чтобы оптимально задействовать новые мощности. Тогда мы уже перейдем на уровень единиц, а не десятков процентов эффекта от решения задач MES-уровня. Поэтому я считаю, что можно говорить о больших процентах эффективности, но именно с учетом реалий сегодняшнего рынка.

Дмитрий Глушич
Согласен: увы, в большинстве случаев это именно так. Вопросы управления производством на этапе проектирования новых производственных мощностей часто просто не рассматриваются. Между тем вложения в ИT-инфраструктуру - это тоже капитальные затраты, которые могут достигать 10% от стоимости проектирования и строительства (если комплексно учитывать такие вопросы, как КИПиА, АСУТП, АСОДУЭ, АСКУЭ, MES, LIMS, ERP и др.).

Что касается эффективности, то приведу такой пример. Руководство предприятия считает, что производство работает по максимуму. Однако проведенное нами обследование показало, что руководители цехов искусственно занижают производительность на 8--10%, чтобы иметь резерв на случай аварии, и оставляют у себя ненормативный запас готовой продукции, чтобы аварии не сказывались на плане. Директор по производству мне рассказывает: "У меня есть диспетчерский рапорт, в котором указано, что печь работает на полную мощность, а я достоверно из других источников знаю, что эта печь простаивала такого-то числа и на ней была авария". А в отчете цеха стоит цифра, показывающая, что всё нормально. На таком предприятии 10% эффективности по производительности - это достижимая величина.

Борис Славин
Замечу,что на мой взгляд для MES-проектов посчитать экономическое обоснование легче, чем для других систем автоматизации процессов, например, для внедрения ERP-системы. В частности, если мы говорим о прослеживаемости и идентификации труб, то при недостаточной автоматизации в этой области нередки случаи "потери" трубы на складе. Она, конечно, где-то лежит, и потом мы ее найдем и продадим, но то лишнее время, пока она лежала, -- это деньги, которые были отвлечены от производства. Всегда можно составить технико-экономическое обоснование и понять, какой эффект мы получим от внедрения. И в этом специфика задач уровня MES -- как правило, мы можем рассчитать планируемый эффект. Для внедрения ERP-систем расчет технико-экономического обоснования эффекта сложен и, может быть, не всегда нужен. Но на уровне MES мы должны знать, какую отдачу получим от этого проекта. Делать это можно и нужно.

Любовь Перепелицына
Я не совсем согласна, это все-таки зависит от конкретного проекта. Например, в действующем проекте в на Выксунском металлургическом заводе нет количественных оценок сокращения запасов сырья, потому что эти задачи у нас решаются в другом приложении. В проекте MES стоят только задачи планирования и управления, и мы не смогли точно рассчитать и оценить экономический эффект.

Гилел Глезер
Вообще приведенные показатели эффекта от внедрения MES весьма спорны. Но что касается экономии за счет повышения качества и снижения затрат, то она представляется мне вполне реальной. Зная параметры работы технологического оборудования и параметры изделия на каждом переделе его изготовления, можно осмысленно управлять качеством, точечно влияя на процессы и технологию. Да, количественно эффект трудно оценить априори, и все-таки приблизительная оценка возможна. Повышая качество, мы снижаем затраты за счет сокращения брака, второсортной продукции. Прямое снижение затрат сопряжено с обеспечением точного и тотального учета как результата внедрения MES и АСУТП. Например, с фактической оценкой угара путем оснащения производства определенным весовым оборудованием, позволяющим получать точные данные до и после нагрева заготовки, т. е. точно оценить величину угара. А не теоретически, кидая на него, если не ошибаюсь, 3--5%. А разница в процентах, соотнесенная к тоннам продукции, составляет далеко не малую величину.

В статье рассматривается огромный проект, в котором участвовало несколько компаний: создание и внедрение системы MES на заводе «Воронежсинтезкаучук», производящем синтетические каучуки и термоэластопласты (ТЭП). Показано, как MES-система позволяет улучшить бизнес-процессы на предприятии.

Журнал «ИСУП», г. Москва

MES-системы

Статьи о системах MES в нашем журнале появились несколько лет назад, но большого развития эта тема тогда не получила. В какой-то момент даже показалось, что сами системы MES плохо приживаются в нашей промышленности. Однако им тогда просто не пришло время. Сегодня мы расскажем об одном внедрении, благодаря которому удалось значительно повысить эффективность производственных процессов на одном из крупнейших российских предприятий по производству синтетического каучука.

Начнем с главного: что такое MES? Это своеобразное промежуточное звено между системами планирования производства (ERP) и системами управления самим технологическим процессом (АСУ ТП).

Технологический процесс на каждом предприятии уникален, и тем не менее сходство есть: на всех заводах давно уже правят бал АСУ ТП разнообразного типа, начиная с PLC и заканчивая мощными РСУ. В то же время, на любом предприятии существует уровень, в фокусе внимания которого находится заказчик – потребитель вырабатываемой продукции. Здесь планируются производство и логистика, прогнозируются продажи и контролируются затраты. Уже 15–20 лет назад для помощи в работе на этом уровне тоже использовались автоматизированные системы ERP (от англ. Enterprise Resource Planning – «планирование ресурсов предприятия»).

Между уровнями технологического процесса и планирования производства всегда циркулировало огромное количество бумажных отчетов, которые писали обходчики, операторы, инженеры, диспетчеры и другие сотрудники. Велись бумажные журналы, составлялись отчеты в Excel-таблицах, распечатывались режимные листы из АСУ ТП, все эти отчеты бесконечно дублировались и кочевали из кабинета в кабинет. Отдельной сложной работой, отнимающей много времени, являлось сведение материальных балансов. Однако постепенно, позже, чем на других уровнях, и здесь начала происходить автоматизация «бумажного» ручного труда. Стали появляться программы-приложения, написанные для анализа и обработки данных, связанных с технологическими процессами. Они получили общее название MES.

Сегодня MES (от англ. Manufacturing Execution System – «система управления производственными процессами») уже не отдельные приложения, а комплексная система, объединяющая производство (рис. 1). С помощью MES пользователи могут получать информацию обо всех производственных операциях, которые ведутся на предприятии. Происходит это в режиме времени, максимально приближенном к реальному. А это позволяет сделать производство прозрачным и принимать управленческие решения с большой скоростью и мобильностью.

Рис. 1. Модули MES

Особенно востребованы системы MES на предприятиях с многоуровневыми технологическими процессами, которые зависят от множества факторов: температурного режима, давления, энергопотребления и др.

Именно таким и является воронежское предприятие группы ­СИБУР «Воронежсинтезкаучук». Поэтому в 2012 го­ду в целях повышения эффективности производственных процессов на производственной площадке в Воронеже стартовал масштабный проект по внедрению системы MES.

Чтобы представить себе масштаб производства на заводе в Воронеже, сделаем небольшое отступление. Как известно, в нефти содержится попутный газ (ПНГ), который отделяется от нее во время переработки. На протяжении многих лет этот газ просто сжигали, однако есть у ПНГ и другое, куда более эффективное, применение: производство полимеров, окружающих нас изо дня в день. Всё – от пластиковых окон до медицинских инструментов, от бутылок с минералкой до автомобильных запчастей – является продуктом многоступенчатой переработки попутного нефтяного газа.

Ключевым сырьем для производства синтетического каучука является бутадиен, который, в свою очередь, также производится из ПНГ. На воронежскую площадку СИБУРа бутадиен поступает из Тольятти, а также из Тобольска, с предприятий «Тольяттикаучук» и «Тобольск-Нефтехим» соответственно.

Уже в Воронеже с помощью многочисленных технологических операций бутадиен подвергают обработке, получая на выходе не только синтетический каучук, но и термоэластопласты (ТЭП) – материалы, сочетающие в себе достоинства пластмассы и резины. Основным сегментом применения первого является автомобильный сектор, вторых – строительство.

Внедренная на воронежской промышленной площадке СИБУРа система MES позволяет отслеживать весь технологический процесс, начиная от стадии приемки сырья до отгрузки готовой продукции на склад.

Программная платформа GE Proficy

Для построения MES требовалась программная платформа. Выбор пал на продукт компании Gene­ral Electric.

GE, огромная корпорация, которую когда-то, 138 лет назад, основал сам Томас Эдиссон, всю свою историю была известна как производитель электрооборудования: компрессоров, турбин, подстанций, холодильников, медицинских установок и огромного числа другого «железа». Однако в последние годы у компании изменились амбиции: теперь она самым активным образом занимается разработкой программного обеспечения: корпорация твердо намерена войти в топ‑10 ведущих мировых разработчиков софтверных решений.

Одним из этих решений является программный продукт Proficy, который с успехом используется для построения MES-систем во всем мире.

Учитывая специфику внедрения на «Воронежсинтезкаучке», GE предстояло определить, что именно нужно заказчику для построения шаблонного решения. Используя собственную методологию, с помощью программы Enterprise Architect специалисты компании GE перевели требования заказчика в цифровой вид и создали сценарии их использования. Эта методология позволила избежать любых разночтений между специалистами со стороны ­СИБУРа и разработчиками программного продукта. Так был создан шаблон MES-системы, в котором были учтены все пожелания заказчика.

Предприятие «Воронежсинтезкаучук»

Кратко познакомим читателя с первым предприятием группы, на котором предстояло внедрить MES-систему. «Воронежсинтезкаучук» производит синтетические каучуки с 1932 года. До 1992 года в качестве сырья для производства каучука использовался этиловый спирт, но позже завод перешел на технологию, в основе которой лежит переработка поступающего на предприятие бутадиена. Бесперебойные поставки сырья с других предприятий группы СИБУР позволяют воронежской площадке выстраивать долгосрочные отношения с клиентами. Важность этого фактора сложно переоценить: немалая доля предприятий по производству синтетических каучуков в стране была закрыта именно по причине нехватки сырья.

Как уже упоминалось выше, на заводе производят не только синтетический каучук (использующийся главным образом для изготовления шин), но и термоэластопласты – ТЭП, вещества, совмещающие в себе свойства пластмассы и резины. Поэтому клиентский портфель завода включает в себя как производителей автомобильных шин (Michelin, Bridgestone, Pirelli, Yokohama и др.), так и компании, поставляющие продукцию для строительной отрасли.

На отдельном производстве «ТЭП‑50» изготавливается сырье для мягкой кровли, герметиков, клеев. Также продукция установки «ТЭП‑50» нашла широкое применение в автодорожном строительстве. Полимерно-битумные вяжущие, получаемые из термоэластопластов, позволяют существенно повысить износостойкость верхнего слоя дорожного покрытия и в целом продлить срок эксплуатации дорожного фонда. Отметим, что воронежская площадка СИБУРа является единственным в России производителем ТЭП. Более 80 % термоэластопластов, потребляемых внутри страны, производится в Воронеже.

«ИндаСофт» – интеграция системы

В 2012 году для внедрения MES-системы на воронежском заводе пригласили российскую компанию-интегратора «ИндаСофт». Во-первых, потому что основное направление ее деятельности – внедрение MES «под ключ». А во‑вторых, потому что специалистами «ИндаСофт» для этой задачи разработаны программные продукты, соответствующие российским реалиям и законодательству, включенные в Реестр российского ПО:
- система сведения материального баланса (I-DRMS);
- система учета энергоресурсов (I-EMS);
- система диспетчерского управления (I-DS/P).

Компанией «ИндаСофт» было выполнено свыше 100 проектов на разных предприятиях, однако со спецификой каучукового производства довелось столкнуться впервые. Дело в том, что в этом производстве очень сложный учет: в синтетические каучуки входит огромное число компонентов, а кроме того, в производстве участвуют 19 энергоресурсов.

Рис. 2. Интеграция MES с SAP

Вот почему заказчик поставил перед интегратором задачу: не просто внедрить систему MES, но и совместить ее с системой SAP, автоматизирующей работу бухгалтеров, финансовой, кадровой и других служб. Эта система внедрялась на заводе «Воронежсинтезкаучук» параллельно. С помощью интеграции MES и SAP предстояло решать задачи, связанные со сравнением плана и факта производства, передачей технических заказов, результатами испытаний, проблемой остатков, согласованием выработки потребления материалов и ресурсов.

Для задач по интеграции MES с другими системами, внедренными на заводе (SAP и LIMS), был выбраны программные продукты GE Digital. Однако с самого начала была осуществлена интеграция MES с АСУ ТП – реализован модуль диспетчеризации.

Рис. 3. Мнемосхема в диспетчерской, отражающая технологические процессы, протекающие на предприятии

Уже в 2014 году диспетчер предприятия видел все производство на мониторе (рис. 3): какие линии функционируют и какие стоят, насколько эффективно идет работа. Раньше диспетчер узнавал эту информацию по телефону: ему звонили операторы и другие сотрудники, обслуживающие АСУ ТП, и отчитывались о том, что происходит. Таким образом, информация диспетчера зависела от сотрудников, приходилось всю ее фиксировать в бумажных журналах, а принятие решений отнимало много времени. Теперь информация поступает в режиме, максимально приближенном к реальному времени, непосредственно с датчиков АСУ ТП. И звонки теперь идут в обратном режиме: диспетчер звонит оператору и указывает, что у него недостаточно эффективно работает линия или наблюдается какая-то неисправность. Решения принимаются очень быстро. Кроме того, полностью отпала необходимость заполнять бумажные журналы, что освобождает от ненужного труда и исключает человеческую ошибку, ведь вся информация о технологическом процессе поступает в MES автоматически.

Здесь следует указать отдельно, что связь между АСУ ТП и системой MES односторонняя. В MES-систему поступает информация о протекании технологических процессов из разных АСУ ТП завода, но обратно через сеть никакая информация и никакие управляющие сигналы в АСУ ТП поступить не могут. Обратная связь осуществляется только через людей: например, по тому же телефону. Это важно в первую очередь из соображений безопасности.

Рис. 4. В операторной установки «ТЭП‑50»: на стене – видеоинформация из цеха; на мониторе оператора – мнемосхема рабочего процесса

Однако самая «горячая пора» в работе над внедрением MES наступила во второй половине 2014 го­да. К лету были написаны все необходимые приложения, подготовлено все необходимое оборудование. До нового года оставалось шесть месяцев. За эти полгода необходимо было внедрить систему, потому что с 1 января наступает новый финансовый год и MES должна была вступить в работу параллельно с SAP. Это рекордное по скорости внедрение было выполнено в срок.

Как это работает

Проект по внедрению MES на воронежской площадке СИБУРа действительно уникален, поскольку именно здесь впервые в России удалось интегрировать две системы – MES и SAP. Благодаря интеграции появилась возможность максимально оперативно сводить материальный баланс завода. Данные об остатках готовой продукции на складе обновляются в MES и транслируются в SAP ежедневно.

Поясним на наглядном примере: как только кладовщику приходит часть партии каучука, он фиксирует это событие в компьютере. Информация сразу вносится в систему и отправляется в SAP, где ее тоже видят.

Также эта партия отправляется в лабораторию на контроль качества. У синтетических каучуков может быть многообразный состав. Разным клиентам нужен разный каучук. Качество партии фиксируется сотрудниками в лабораторной системе LIMS, оттуда эта информация попадает в MES, которая сортирует готовую продукцию под конкретного заказчика. Ежемесячно происходит большое количество сортировок, поэтому ясно, что автоматизация значительно облегчила, ускорила и оптимизировала рабочий процесс. Кроме того, теперь можно оперативно отгружать продукцию клиенту, не храня ее на складе.

На основе всех полученных данных раз в сутки проводится сведение материального баланса, а также сведение экономического баланса – исключительная ситуация для нашей промышленности, где сведение балансов бывает раз в месяц и требует очень больших трудозатрат. Сегодня сведение балансов на «Воронежсинтезкаучуке» стало очень удобной функцией, которая необходима компании.

Такое же сведение баланса происходит по каждому энергоресурсу.

И все эти данные (подчеркнем – достоверные данные!) в режиме реального времени могут видеть все сотрудники предприятия разного уровня: инженеры, диспетчеры, начальники подразделений, генеральный директор и др.

Отметим ключевые бизнес-результаты внедрения MES и интеграции SAP/MES:
- получение в SAP (через MES) первичных данных с приборов учета с аудируемым изменением;
- прозрачный алгоритм формирования агрегированных и согласованных показателей работы завода по измеренным данным;
- доступ к первичным измерениям АСУ ТП на всех уровнях управления производством, контроль качества данных АСУ ТП;
- единый достоверный набор данных для формирования оперативной отчетности, все службы предприятия получают данные из единого источника;
- единый источник данных по качеству, автоматическая передача данных в MES и SAP ERP для паспортизации;
- оперативный контроль параметров безопасного и эффективного ведения технологических режимов из любого места.