В статье приводится пример внедрения MES системы управления производством на промышленной площадке АО «Диэлектрические кабельные системы» (ДКС) в Твери с использованием промышленных компьютеров IFC .

В июле этого года компания ДКС запустила проект по внедрению MES системы (Manufacturing Execution System). Современная автоматизированная система управления и оптимизации производства в режиме реального времени разработана и реализована компанией «Л-КЛАСС» на основе программы «Технокласс» с использованием промышленных компьютеров IFC «ФАМ-Электрик».

На сегодняшний день компания ДКС выпускает более 27 тыс. наименований различной продукции. Это и кабеленесущие системы, и электротехническое оборудование, и изделия для рынков кондиционирования, отопления и водоснабжения. Начиная с 2001 года бизнес компании увеличился примерно в 44 раза. В 2010 году он вырос на 58%, в 2011 г.— на 51%, в 2012 г. — на 29%, в 2013 г. — на 24%.

«Каждый год мы растем примерно в два раза быстрее электротехнического рынка в целом, «отъедая» доли у конкурентов и осваивая смежные ниши благодаря выпуску новых продуктов», — отмечает директор по маркетингу ДКС Дмитрий Абрамов .

Внедрение MES системы было необходимо для поддержания высоких темпов развития, оптимизации производства в условиях усиливающейся конкурентной борьбы.

Система MES, в которой реализованы функции управления производством охватывает 56 производственных линий. В единую сеть объединены промышленные контроллеры, специальные терминалы с промышленными компьютерами IFC, в том числе мобильные, сканеры магнитных карт, измерительные приборы (электронные штангенциркули), весовое оборудование, серверы OPC, базы данных и ПК.

Система MES получает от системы управления ресурсами ERP плановые заказы и спецификации. Исходя из них формируются конкретные цеховые заказы, которые поступают к средствам контроля и сбора данных. Последние, в свою очередь, передают оперативные данные о статусе производственной линии, количестве продукции и брака, параметрах изделий, сведения о персонале.

IFC-615RF: всё включено

«Эти шкафы сделаны и собраны в соседнем цехе «Система-5». В каждом установили промышленный компьютер . С помощью пропуска оператор входит в оболочку MES-системы», - рассказывает Сергей Середин , технолог АО «Диэлектрические кабельные системы».

Шесть идентичных терминалов со считывателем, wi-fi роутером и т.д. находятся в цехе №2, где производят гофрированную трубу на основе ПВД/ПНД и ПВХ для электропроводки, а также двустенную трубу для канализации, электроэнергии и дренажа. Там же изготавливают обычную жесткую трубу на основе ПВХ. Терминалы закупали исходя из количества производственных процессов, расположенных в цехах производства ДКС.

Также пять стационарных терминалов находятся в цехе №1, где производят кабель-каналы и перфорированный короб.

Еще 24 стационарных терминала установлены на производстве ДКС «Система-5», где производятся металлические лотки (сеточные, перфорированные). Там же есть цех по производству шкафов и участок сборки пластиковой продукции и аксессуаров. На каждые две линии «Система-5» приходится один процесс терминал с промышленным компьютером IFC.

15" промышленный панельный компьютер с процессором Atom D525 (2 ядра) 1.8 ГГц имеет дисплей с разрешением 1024x768 и резистивный сенсор. Он полностью готов к работе, так как уже установлены жесткий диск и оперативная память. По фронтальной плоскости имеет пылевлагозащиту IP65.

«Мы остановились на , потому что они универсальны. Их можно использовать практически для любых задач. Есть дополнительные входы-выходы, а проблема такая же, как у всех компьютеров: с ними нужно бережно обращаться», - говорит Олег Протопопов , начальник группы КИПиА АО “Диэлектрические кабельные системы”.

Китайская компания IFC - это профессиональный производитель промышленных панельных компьютеров, работающий на рынке более десяти лет. Она динамично развивается, и качество ее продукции непрерывно повышается.

«На российском рынке RF является наиболее технологичной и оптимальной серией панельных компьютеров, - говорит Денис Мельников , начальник отдела автоматизации ООО «ФАМ-Электрик», эксклюзивного дистрибьютора компьютеров IFC в России.

«Чувствительный яркий резистивный сенсорный дисплей, двухъядерный процессор D525 1,8 ГГц, 2 Гб оперативной памяти, 32 Гб SSD (твердотельный жесткий диск) - это отличные параметры для промышленных панельных компьютеров в серии RF», - добавляет он.

Во всех компьютерах уже установлены SSD, и оперативная память. Также в комплект поставки включены крепежные элементы и блок питания на 12 VDC. Панельные компьютеры RF полностью готовы к работе с момента их получения. При этом можно установить любую из операционных систем - Windows XP, Windows 7, Linux Ubuntu.

«На первый взгляд панельный компьютер напоминает монитор в промышленном исполнении, однако, это не так. В довольно компактном корпусе глубиной до 90 мм находится полноценный компьютер с сенсорным монитором», - отмечает Денис Мельников .

Панельные компьютеры оснащены двумя-четырьмя последовательными портами RS232, одним аппаратным портом RS-485, что важно для подключения периферийных устройств к панельному компьютеру (нет необходимости использовать переходники USB-RS232, либо USB-RS485). Также панельные компьютеры IFC оснащены двумя портами Ethernet.

«В случае с компанией АО «ДКС» для нас было важно, чтобы было достаточное количество USB-разъемов, выбор установки операционной системы, наличие драйверов, а также вопрос цены. Она вполне приемлемая по сравнению с аналогами», - говорит Олег Протопопов .

Производство под контролем

Подключение терминалов к серверу осуществляется по сети WI-FI, информация на сервер поступает с контроллеров каждой производственной линии. На дисплее промышленного компьютера IFC отображаются статус машины, фиксируется время простоев и скорость производства, а также есть возможность анализа работы линии в течение смены в виде диаграмм. Контроллер передает параметры оборудования в реальном времени.

«У нас есть перечень сигналов с экстркудера, с гофратора и т.д. Если заданные условия сигналов присутствуют, значит, все работает. Если не хватает, то это настройка, простой или авария в зависимости от того, какие условия отсутствуют», - поясняет Сергей Середин .

Также с помощью промышленного компьютера можно посмотреть скорость производства. Каждые 15 минут можно вывести диаграмму, контролируя, таким образом, технологический процесс и анализируя его. Исходя из этого, планово-экономический отдел готовит плановые заказы и направляет начальникам смены. Они их анализируют и далее передают в цех, где их принимают в работу.

На терминале отображается код продукции, требуемое количество готовой продукции, плановое время выполнения заказа, в которое она должна быть изготовлена. Также можно посмотреть какой сотрудник взял в работу тот или иной заказ, его табельный номер.

Кроме того в промышленный компьютер можно ввести параметры контроля качества и эскизы готовой продукции, которые потом потребуются для анализа качества выпускаемой продукции. Если потребуется какая-либо документация по продукции, или же инструкции, к примеру, как правильно настраивать намотчик, как запускать экструдер, на терминале присутствует техническая документация. Таким образом, терминал - это емкая база данных, которая постепенно заполняется и используется. А основная роль оператора - полный контроль выпускаемой продукции, своевременная фиксация возможных неисправностей для более корректного анализа производительности и устранения их в дальнейшем.

«Насколько корректно будет предоставлена информация оператором, настолько в дальнейшем мы сможем провести анализ процесса производства и в дальнейшем предпринять действия»,- говорит Сергей Середин .

Человеческий фактор

У каждого сотрудника, который работает с MES системой, есть своя учетная запись, где он с помощью считывания с карты входит в промышленный компьютер. Доступ есть у директоров производства, начальников смены и операторов, которые работают на производственной линии.

Информации о плановых заказах, коде продукции, количестве, дате исполнения, и производственной линии достаточно начальнику смены для того, чтобы определиться с количеством сотрудников на процессе/участке и грамотно распределить трудовые мощности. Также для начальников смены создаются задачи в задаче «статус-машин», где собирается необходимая информация: реальный статус машины в данный момент, скорость линии, код продукции, которая сейчас производится, сотрудники, работающие на линии, которые выполняют тот или иной заказ, фиксируются возможные аварии, простои или брак.

«По сути, это управление цехом в реальном времени, - говорит Сергей Середин . - Мы можем увидеть, что появилась авария, предпринять корректирующие действия, чтобы ее устранить, оповещаются заинтересованные службы главного механика и главного энергетика, тем самым быстрее устранив неполадку или аварию».

В рамках MES системы управления производством действует модуль «ТОиР» (техобслуживание и ремонты), который позволяет более точно и качественно планировать техническое обслуживание и учитывать ресурс оборудования.

Анализ эффективности производства осуществляется по комплексному показателю общей эффективности оборудования - Overall Equipment Effectiveness или сокращенно OEE. Он рассчитывается исходя из информации о доступности линии, скорости ее работы и качестве продукции. OEE позволяет оценить производительность линии и сделать привязку к премии сотрудника.

«Система MES - это огромный анализатор, в котором есть все, - говорит Сергей Середин . - Это универсальная программа, которая включает в себя огромный спектр возможностей».

«Мы постоянно модернизируем и вносим что-то новое в ПО, которое установлено в терминалах на производственных площадках, чтобы сменному персоналу было удобно и понятно работать. Все делается для удобства сотрудников», - добавляет он.

MES как она есть

Несмотря на то, что внедрение MES системы управления производством состоялось на предприятии всего несколько месяцев, показатели уже существенно улучшились. Согласно данным, которые приводит Андрей Беляков, директор производственного департамента ДКС, по сравнению с прошлым годом на 2,8% снизилось время простоев, внешние рекламации сократились на 44%, а производительность выросла на 8,8%.

Также, по словам Андрея Белякова, при росте эффективности на 2-6% планируется, что период окупаемости проекта составит от нескольких дней до нескольких месяцев. Он рассчитывает, что фактическое повышение будет варьироваться от 5 до 10%.

«Я не представляю крупных производств, где все до сих пор на бумаге, - говорит Сергей Середин . - Внедрение MES не только повышает рейтинг компании, но и задает принципиально новый, высокий стандарт производства».

Константин Беляков:
«Важен выбор не самой MES, а ее функций»

Manufacturing Execution System (MES), система управления производственными процессами, - специализированное прикладное программное обеспечение (ПО), предназначенное для решения задач синхронизации, координации, анализа и оптимизации выпуска продукции в рамках какого-либо производства. MES-системы относятся к классу систем управления уровня цеха, но могут использоваться и для интегрированного управления производством на предприятии в целом.

Как в целом Вы оцениваете развитие MES-систем?

Динамика внедрения есть, но не очень большая. На предприятиях, где говорят о внедрении MES-систем, в основном реализуются следующие функции: расчет ОЕЕ, генеалогия продукта или диспетчеризация (управление заданиями). Комплексных решений MES, с интеграцией ERP, MES, системой управления качеством, системой обслуживания и ремонта оборудования (EAM), - единицы.

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?

Если мы рассматриваем эти системы как отдельно стоящие, то наличие дополнительного функционала - это, скорее, маркетинговые устремления. При принятии решения о внедрении того или иного варианта система с б?льшим функционалом будет выглядеть предпочтительнее. Опять же, если этот функционал востребован. Но если мы говорим, что на предприятии установлены обе системы (ERP и MES) и в них дублируется функционал, то это ошибка проектирования. На стадии проекта необходимо определить и разграничить функционал по системам. И, увеличив степень интегрирования систем, избежать дублирования функций.

Какие задачи логичнее решать в MES, а какие - в ERP-системе?

У ERP-систем может быть много функций, но основная задача, которую должна решать система ERP, - это централизованное управление финансами: планирование, регистрация и распределение факта, контроль. В ERP-системе должны находить свое отражение все действия компании (материальные и нематериальные), связанные с финансами, в какой бы системе они ни регистрировались. MES позволяет решать задачи факторного анализа исполнения производства, делать оценку эффективности использования оборудования, учитывать потребление энергоресурсов, осуществлять диспетчеризацию заданий и, безусловно, выстраивать генеалогию (прослеживаемость) процессов и др.

Какой экономический эффект можно получить при внедрении MES? Какие эффекты Вы наблюдали на вашем предприятии?

Применение MES позволяет снизить энергозатраты и потери материалов в производстве, а также увеличить эффективность работы оборудования и общую операционную эффективность в компании. Перед началом реализации «пилотного проекта» на «Балтике» перед нами стояли следующие задачи: рост эффективности использования оборудования и снижение потерь экстракта при производстве.

Эти цели были достигнуты, что было подтверждено руководством и экспертами заводов. Также были подтверждены дополнительные эффекты, один из которых - экономия энергоресурса на одном из производственных процессов.

Существует ли методология внедрения MES и какие типичные проблемы возникают при внедрении?

Подготовка к реализации проекта не отличается от обычной проектной деятельности: определение границ и состава проекта, фиксация решаемых задач, описание процессов, изучение окружения (системы, интеграции), написание технического задания, формирование архитектуры, выбор решения, реализация. А вот на стадии внедрения (ввода в эксплуатацию) возникают нетипичные проблемы. Так как MES замещает существующие процессы сбора данных и подготовки отчетов, начинаетcя противоборство со старой системой. И если нет поддержки и понимания этих процессов на уровне руководителя, то вероятность запуска системы будет стремиться к нулю. Система может быть «скомпрометирована» претензиями типа: «система не работает», «система постоянно виснет», «система неправильно показывает», «система этого не делает» и т. п. Тут нужно полное понимание руководства, с чем связаны те или иные претензии, насколько они обоснованы и т. д.

Зависит ли выбор MES от типа производства и специфики отрасли? Каковы могут быть критерии выбора?

Я бы сказал, что важен не выбор самой MES, а выбор функций для внедрения, которые обеспечивает MES. Зависимость от специфики есть, и достаточно серьезная. Например, для производственно-сборочных предприятий актуальна функция «диспетчеризации заказов», интегрированная с планированием производства. Для разливного оборудования - функция регистрации простоев и расчета эффективности. Для производств со значительной долей материалов в себестоимости - регистрация факта выпуска, генеалогия и интеграция с системой учета качества.

Основной критерий выбора - это выявление процесса, в котором есть проблематика или потенциал к совершенствованию, и подбор функции, которая сможет наиболее эффективно влиять на данный процесс.

Как можно кратко определить преимущества и недостатки западных и отечественных разработок?

Среди российских разработок я не встречал готовых «коробочных» решений. Обычно это продукт, являющийся результатом разработки компаний, занимающихся автоматизацией процессов. Отсюда и основные недостатки: системы чаще всего сконфигурированы на одну-две специфики производства. Вследствие того что «корни» системы уходят в автоматизацию, тиражирование, скорее всего, будет равно стоимости нового проекта. Альтернативных системных интеграторов для данных систем вы вряд ли найдете.

Из достоинств я бы отметил простоту разработки нестандартного функционала, встроенного в систему, так как вы контактируете непосредственно с разработчиком. Будет ли стоимость решения «достоинством» - не могу сказать, так как подобных систем не внедрял.

Западные компании предоставляют «коробочные версии» продукта. На рынке достаточно много системных интеграторов, которые предлагают свои услуги по конфигурированию этих продуктов.

Из недостатков я бы отметил стоимость лицензий, а также ограничения функций, накладываемые самим продуктом. Если понадобится решение, выходящее за рамки возможностей приобретенного ПО, то надо будет либо выходить на переговоры с разработчиками для реализации, либо делать его «на стороне», свободными средствами программирования.

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

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.