Внедрение MES-системы на Ярославском моторном заводе (Группа ГАЗ)

В последнее десятилетие автомобилизация мира идет очень интенсивно: с 1996 по 2005 гг. темпы роста выпуска автомобилей почти вдвое превышали прирост населения. При этом увеличился средний срок службы автомобиля. В США в 1980-1995 гг. он поднялся с 6,6 до 8,5 лет. В 1997 г. на Западную Европу, США и Японию приходилось 72% производства автомобилей в мире, к 2000 году их участие снизилось до 69%; к 2005 году ─ до 62%. В настоящее время значительно возросло производство в крупнейших развивающихся странах (Китае, Южной Корее, Мексике, Бразилии, Индии). Китаю удалось увеличить свою долю в мировом автомобилестроении с 3% до 8%. Автомобильная промышленность Индии сегодня является второй самой быстро развивающейся в мире. Ежегодно страна производит около 8 млн. автомобилей, за 2005-2006 гг. Индия стана третьим по величине автомобильным рынком в странах Азиатско-Тихоокеанского региона. С 2005 по 2010 гг. в автомобильную промышленность Индии было инвестировано более $5 млдр. долларов.

Автомобильная промышленность сегодня является одной из ведущих отраслей промышленности в России. Это подтверждается статистическими данными. Так, численность работающих в ней составляет 4,6% от всех занятых в промышленности работников в целом и 13% – от работников в машиностроении. Автопром дает 3,8% от всего объема промышленного производства России и 23% от объемов машиностроения. Емкость российского рынка автомобильной техники за последние годы существенно выросла. Уже сейчас российские автомобили успешно продаются в Африке, Азии и Латинской Америке. Очевидно, что автомобильные предприятия все чаще решают прибегнуть комплексной автоматизации процесса производства.

---

ООО Сименс, департаменты «Промышленная автоматизация» и «Технологии приводов», поставщик комплексных решений для промышленных и производственных предприятий и систем управления и ОАО «АВТОДИЗЕЛЬ» (Ярославский моторный завод) 22 ноября 2010 года объявили о начале реализации крупнейшего в России проекта по внедрению MES-систем. Проект направлен на повышение уровня оптимизации производства и сокращение расходов за счет повышения эффективности управления производственными процессами.

Заключенное соглашение предусматривает внедрение в качестве корпоративного стандарта системы MCIS (Motion Control Information System) разработанного концерном Siemens AG – интегрированного решения для автоматизации производственных процессов, повышения качества продукции и производительности, сокращения простоев оборудования, увеличения эффективности производства, решения для предприятий автомобильной промышленности в Европе.Метавселенная ВДНХ 3.4 т

ОАО «АВТОДИЗЕЛЬ» (Ярославский моторный завод) остановил свой выбор на решениях Siemens MES Software (MCIS) в результате тщательного анализа, в ходе которого рассматривались предложения ведущих игроков на рынке MES-решений для дискретного производства. Выбор системного интегратора был сделан с пользу компании СИТЕК ─ сертифицированного центра по внедрению MES-систем Siemens для дискретного производства. СИТЕК осуществляет разработку и внедрение MES-систем и их интеграцию с ERP и PLM-системами на производстве заказчика. Высокий уровень сервиса и надежность созданных систем были определяющим факторам при выборе партнеров при реализации проекта.

MES (Manufacturing Execution System) ─ это «производственная исполнительная система». Программные продукты такого класса решают задачи синхронизации, координируют, анализируют и оптимизируют выпуск продукции в рамках производства. По данным отчета компании TechNavio Insights за период 2009-2013 гг. автоматизация производства приобретет более интенсивный и качественный характер, распространяясь на большее количество отраслей и географических зон. Несомненно, необходимо будет учитывать такие барьеры как национальные особенности различных стран и регионов, несколько отличающиеся типы мышления и процедуры менеджмента (Global Manufacturing Execution Systems (MES) Market 2009-2013).

с-MES-система (Collaborative Manufacturing Execution System) все еще является западной новинкой в России. Для того чтобы предприятие было готово к глобальной конкуренции, необходимо эффективное взаимодействие между производственными процессами, а также процессами предприятия в целом. Решение этой задачи ─ основная цель систем управления объединенным производством (Collabortive MES или c-MES). c-MES ─ основная часть концепции объединенного производства (оперативное управление производством в реальном времени). Применение практик объединенного производства помогают производственным предприятиям оптимизировать цепочку создания добавленной стоимости для достижения максимальной прибыли, основные процессы для обеспечения качества продуктов, их жизненный цикл. Задача c-MES состоит в том, чтобы дать возможность всем заинтересованным лицам, подразделениям предприятия работать совместно, принимая решения на основе данных, получаемых в режиме реального времени. Модель системы управления объединенным производством, или c-MES, включает компоненты, которые реализуют восемь основных функций и взаимодействуют с другими информационными системами и персоналом, как внутри компании, так и вне её.

По данным статистики c-MES обеспечивает: снижение продолжительности цикла производства в среднем на 45%; сокращение времени ввода данных на 75%; количества незавершенной продукции на 24%; снижение объема бумажной отчетности между сменами в среднем на 61%; сокращение времени производственного цикла в среднем на 27%; объема брака в среднем на 18%; лишней бумажной документации на 56%.

При управлении производством и цепочками поставок надежный обмен информацией между несколькими системами необходим гораздо чаще, чем обмен между несколькими уровнями одной системы. В предыдущем поколении MES основное внимание уделялось обеспечению информацией пользователей из числа оперативного персонала, таких как диспетчеры, операторы или менеджеры. Если же говорить о решении c-MES, то оно предоставляет информацию о возможностях производства («что»), производительности («сколько»), расписании («когда») и качестве («доступный уровень») (по материалам MESA International, www.mesa.org).

Усиливающаяся конкуренция на сегодняшний день не позволяет повышать цены на продукцию. Основным способом получения дополнительной прибыли становится снижение затрат производства. Этому способствует оптимизация технологических процессов, уменьшение накладных расходов, связанных с необходимостью держать на складах определенные запасы сырья и расходных материалов. Известно, что в западной практике для оптимизации затрат без риска нарушить производственный процесс, руководителей разных уровней обеспечивают достоверной и оперативной информацией о текущем состоянии дел. Эти задачи решают автоматизированные системы управления производством (MES), в функции которых входят оперативное планирование, сведение материальных балансов, контроль, учет и анализ потерь, расчет запасов и незавершенного производства, а также слежение за эффективностью использования оборудования, мониторинг его состояния.

Система MCIS — производственная исполнительная система. Системы такого класса решают задачи синхронизации, координируют, анализируют и оптимизируют выпуск продукции в рамках производства. Главное – возможность принимать выверенные управленческие решения, опираясь на информацию, которую предоставляет MES-система. Подобные системы уже давно используются на многих зарубежных предприятиях автомобильной промышленности. «СИТЕК» займется внедрением данного продукта на ЯМЗ.

В западной практике автомобилестроители максимально используют ресурсы систем управления технологическим оборудованием для управления производством целиком. Для этого при заказе технологического оборудования большое внимание уделяют cистемам управления станками и автоматическими линиями на предприятии.

В 2007 году ОАО «Автодизель» и компания SITEK Group (OOO «СИТЕК», Департамент внедрения MES-систем) проводят подготовительные работы по автоматизации процесса управления производством завода. В качестве программного продукта была выбрана с-MES-система MCIS (Motion Control Information System) от Siemens. Было решено использовать разработанную для автомобильной промышленности концепцию компании Siemens TRANSLINE 2000, проведена унификация аппаратных и программных компонентов систем управления технологическим оборудованием. В качестве основы выбран комплект из ЧПУ Sinumerik 840 D и преобразователей движения Simodrive 611.

TRANSLINE 2000 ─ это стандартное OEM-приложение может быть легко адаптировано или расширено, поэтому является оптимальным решением для реализации выверенных положений для проекта. ПО рабочего цикла может работать на стандартном аппаратном обеспечении PCU 50/PCU 70 и содержит специфические для технологий маски управления, объединенные в функциональные группы, к примеру, функции станка (подсчет деталей, время такта, обзор деталей), тексты помощи, обзоры, функции смены инструмента и ручные функции. Опционная диагностика ProAgent позволяет осуществлять диагностику ошибок технологического процесса через схему диагностики и схему движения и может использоваться в комбинации с S7-PDIAG, S7-GRAPH и S7-HiGraph.

Логическим развитием использования концепции TRANSLINE 2000 явилось применение MCIS для создания MES-системы нового производства. В задачи проекта по внедрению системы MCIS на ОАО «Автодизель» входит обеспечение полного контроля производственного процесса на всех его этапах для получения возможности отслеживания незавершенного производства, параметров работы оборудования, временных затрат. Подобный контроль приведет к повышению качества продукции, снижению ее себестоимости. В ходе проекта внедрения MCIS планируется развёртывание следующих программных модулей: TPM (управление техническим обслуживанием оборудования), TDI (управление инструментом), MDA (регистрация данных о состоянии оборудования).

Во время совместной работы был разработан список, разрешенных к применению компонентов систем управления, разработана проектная книга, MDA-интерфейс передачи данных. Для реализации проекта была создана рабочая группа из представителей компаний «Сименс» (Германия) и «Сименс» (Москва), «СИТЕК» (Москва). Разработана концепция построения системы управления и основные требования для производителей оборудования», ─ прокомментировал Тетерин Николай Валентинович, руководитель проекта по внедрению MCIS на Ярославском моторном заводе.

При реализации проекта специалистами «СИТЕК» будет осуществлена настройка MES-системы MCIS в соответствии с требованиями производства Ярославского моторного завода. Для контроля процесса производства планируется использовать автоматический сбор данных непосредственно из систем управления технологическим оборудованием (ЧПУ Sinumerik 840 D, ПЛК Simatic S7-300), кроме того будут созданы автоматизированные рабочие места специалистов. Руководители производства получат инструмент, позволяющий в реальном времени контролировать весь производственный процесс.

В задачи проекта на ОАО «Автодизель» (ЯМЗ) входило обеспечение полного контроля производственного процесса на всех его этапах для получения возможности отслеживания незавершенного производства, параметров работы оборудования, временных затрат. Подобный контроль приведет к повышению качества продукции, снижению себестоимости. В ходе проекта внедрения MCIS планируется развёртывание программных модулей TPM (управление техническим обслуживанием оборудования), TDI (управление инструментом), MDA (регистрация данных о состоянии оборудования).

Диспетчеризация производства даст возможность получать в реальном времени информацию о состоянии производственных заданий, очередности их выполнения на основании приоритетов, определяемых для каждого производственного объекта.

С помощью решения MCIS будет проведена автоматизация производства нового среднего рядного двигателя ЯМЗ-530 как на имеющейся, так и на строящейся сейчас промышленных площадках. По завершении проекта система позволит реализовать такие функции, как обеспечение прозрачности производственных процессов в части работы технологического оборудования, контроль и своевременное проведение сервисного обслуживания технологического оборудования, снижение времени инструментальной подготовки производства. Во время совместной работы был разработан список, разрешенных к применению компонентов систем управления, разработана проектная книга, MDA-интерфейс передачи данных. Разработана концепция построения системы управления и основные требования для производителей оборудования. В данном материале приведен далеко не весь функционал системы MCIS от Siemens, но представленный набор позволяет составить представление о ее возможностях. Стоит отметить, что решение MCIS от Siemens также может быть использовано для любой отрасли промышленности.

"По завершении проекта система позволит реализовать такие функции, как обеспечение прозрачности производственных процессов в части работы технологического оборудования, контроль и своевременное проведение сервисного обслуживания технологического оборудования, снижение времени инструментальной подготовки производства. В дальнейшем ОАО «Автодизель» сможет расширять функциональность системы и интегрировать ее с другими, используемыми на предприятии», ─ комментирует руководитель проекта по внедрению MES-системы Солодухо Евгений, компания-интегратор «СИТЕК» (SITEK Group).

«Мы создаем совершенно новое производство: новый двигатель, новый производственный корпус, новый подход к самой организации процессов разработки и производства двигателя с учетом современных стандартов качества, новые методы управления производством, – заявил Кадылкин Виктор, генеральный директор Ярославского моторного завода, – и ставим себе задачу добиться в полном смысле европейского уровня качества. Цена ошибки в этих условиях велика, как никогда. Благодаря решению MCIS мы рассчитываем иметь оперативную, надежную и точную информацию о состоянии каждого станка на каждом участке, и рассчитываем в этом вопросе на опыт и компетенцию компании СИТЕК и Siemens».

Клепинин Павел, директор по информационным технологиям ЯМЗ, добавил: «Все оборудование для производства нового двигателя оснащено управляющей аппаратурой компании «Сименс». Три года назад мы с «Сименс» согласовали для нового проекта единый стандарт управления оборудованием, от микросхем до набора команд. Все наши станки разработаны с учетом этого стандарта. Очевидно, что MES-система позволит довести этот стандарт до уровня управления производством, инструментом и сервисом. Использование станков и инструмента на нашем заводе станет по-настоящему централизованным, прозрачным и управляемым».