ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ТРАНСПОРТНОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ ПОСРЕДСТВОМ ВНЕДРЕНИЯ ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ПЛАТФОРМЕННЫХ РЕШЕНИЙ - Доклад к заседанию Комитета Союза ...

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ТРАНСПОРТНОГО
МАШИНОСТРОЕНИЯ ПОСРЕДСТВОМ ВНЕДРЕНИЯ
ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ПЛАТФОРМЕННЫХ
 РЕШЕНИЙ
 Доклад к заседанию Комитета Союза
 Машиностроителей
 Москва, 26 июля 2019 г.

Содержание

 № Наименование Стр
 1 Комплексная цифровая трансформация 3–5

 2 Примеры цифровых решений (цеховое планирование) 6–8

 3 Примеры цифровых решений (имитационное моделирование) 9 – 13

 4 Сбор данных 14 – 15

 2

Кончепчия чифровой трансформачии
 Интегрированное предприятие Интегрированный*
 ● Вертикальная интеграция САЦ
 ● Горизонтальная интеграция Интегрированный* Интегрированный*
 продукт потребитель
 Интегрированные* ПОЛЬЗОВАТЕЛЬ
 поставщики ПОТРЕБИТЕЛЬ

 ПОСТАВЩИК
 ПАРТНЕР
 Интегрированный*
 заказчик

 ЗАКАЗЧИК
 ПОТРЕБИТЕЛЬ

 Интегрированный*
 ОКР

 ОКР Интегрированные*
 ПАРТНЕР оборудование и
 персонал
 ● Интегрированные продукты Новые Бизнес-модели
 предоставление данных по ● Сервитизация
 заказчику/продукту онлайн ● Продажа Smart Product data
 ● Интеграция с потребителем обеспечение ● Поставщики – со-разработчики
 * Интегрированный в операционные и прямой «обратной» связи ● Заказчики участвуют в
 ИТ системы предприятия
 ● Персонализированные продукты и сервисы разработке своих продуктов
 3

Функчионально-продуктовая схема чифровизачии

 Всего около 50 инициатив
 Моделирование, IIоT MES (+ WMS, QMS, TMS)
 оптимизация, • Мониторинг загрузки оборудования
 предиктив • Мониторинг тех состояния • MES - Механообработка
 оборудования • MES - Раскрой
• Имитационное моделирование • Мониторинг перемещения объектов • MES - Сборка (эталонная линия)
• Оптимизация бизнес-кейсов (технологии RFID, GPS; объекты – • Интеграция с PDM, ERP, IIOT
• Предиктив технологии / процессов люди, ТМЦ, транспорт, тара) • Склады, качество, транспорт
• Ситуационный центр • Мониторинг состояния транспорта • Ситуационный центр
 • Мониторинг состояния
 ИТ инфраструктура
 Цифровизация КТПП инфраструктуры
 (CAM, PLM, PDM) • Предиктив по оборудованию • Сетевая инфраструктура
 • Платформа интернета вещей • Компьютеризация
• САМ оснастка • Компьютерное зрение • Ситуационный центр
• PDM • Умный инструмент (оборудование)
• Интеграция с ERP / НСИ / PLM • Умное измерение Технологии Индустрии 4.0
• САМ : Постпроцессирование • Лазерная разметка
• ИЭТР, Вирт тренажеры • Контроль качества (3D • Роботы (коллаборативные,
• САМ : Симуляция технологических сканирование) промышленные, сварочные)
 процессов (ЦМТО) • AR/VR
 • Цифровая проходная
• 3D модель + BIM завода • Аддитивные технологии
 • Ситуационный центр
 • Интегральные технологические
 решения

 4

Информачионная архитектура

 Существующие Внедряемые Целевые

 MDM

 Данные по обращениям

 Гарантийный
 AR ИЭТР СЦ ТОиР продукции VR представление VR
 3D портал 3D модель прототипирование
 Технологические процессы
 изделия
 Данные о складских запасах 3D модель
 ТМЦ изделия
 3D ИЭТР СЦ
 Данные по обращениям
 Логистика CAD
 ЗУП 3D модель изделия
 Планы ремонтов и ТО КПП Оснастка Литье
 Начисление ЗП
 Факт затрат на ремонт Конструкторско-производственный 3D модель
 Потребность в ТМЦ поузловой состав изделий изделия
 ТОиР
 Факт затраты
 оборудования по нарядам Сменно-суточные ERP PDM
 Данные
 о состоянии
 задания
 CAPP CAM CAE

 по нарядам
 Наряды
 MES:

 Производственный план
 Итоги
 оборудования Данные по цеховым
 Планирование/ План-факт по нарядам и запасам ТМЦ в ячейках
 Операции Режимы
 Диспетчеризация ППР
 Поузловой состав
 Данные по УПТСЛ WMS изделия
 материалам САЕ данные
 Данные по наличию
 Задания-Наряды

 Оптимизированные
 ТМЦ
 Данные о состоянии оборудования

 Данные

 Карты ПВО
 по ТП

 Оборудование 3D модель
 QMS
 Данные по выполнению

 изделия
 Персонал
 ЗD модель AR ИЭТР
 Контроль тех.операций

 цехов
 Цифровой двойник производства
 Контроль режимов

 ЗD модель
 операций

 Данные по загрузке 3D ИЭТР
 Данные ОТК
 Данные Контроль Комплектование Данные о операций
 Технологических Расположение тары Идентификация состоянии
 по выполнению операций и обращение ТМЦ
 Данные операций оборудования
 о нахождении

 Интеграционная платформа IIoT
 Данные
 Platform по
 Данные
 Аналитическая платформа режимам
 УП

 Постпроцессор
 Хранилище данных (Раскрой)
 Данные о Корректировка
 Идентификация состоянии
 Выдача УП
 Выполнение Контроль ТП ТМЦ
 заданий оборудования
 ТП

 5

Примеры цифровых решений (цеховое планирование) 1/3
Цифровой чех
 PDM
 RFID
 Конструкторская подготовка
 Прослеживаемость
 производства
 ТОИР изделий
 ССЗ/оперативн Технологическая подготовка Передача
 ый план производства
 Учет ремонтов производства
 информации по
 приходу ДСЕ в цех
 оборудования
 Состав изделия, тех.процесс,
 тех.оснастка и инструмент СМПО
 материальные и трудовые
 нормы Мониторинг работы промышленного
 ERP оборудования
 MES Формирование аналитической
 Планирование межцехового Оперативный отчетности
 план
 графика производства Планирование расписания
 производства по заданным Выполнение операций по ССЗ
 критериям
 Бухгалтерский и налоговый учет

 Отклонени
 Формирование производственных
 ССЗ

 е
 заданий Результаты
 Нормативно-справочная выполнения
 информация операций

 НСИ
 Диспетчеризация производства САМ
 Складской учет WMS
 Учет в цеховых кладовых/местах П Программы по
 Требовани хранения (п/ф, материалы, раскрою
 е-
 накладная
 инструмент)

 Учет (фиксирование) контроля Дополнительное
 качества Работа с П оборудование
 АРМ мастера Планшеты
 и ОТК
 Формирование аналитической
 Результаты отчетности
 Выбор/отметк
 а/подтвержде П Сканеры
 выполнения ние штрихкодов
 операции (Наряд, процессов
 ЗУП ОПзС) Передача
 собранной
 П ТСД
 информации
 Зарплата и кадры
 Заявка на
 Текущее
 состояние
 П Подтверждение
 получения работ по
 Монитор с thin
 выполнение участка ССЗ оператором client
 перемещения

 TMS Отметка о Приход
 СКУД
 выполнении сотрудника на
 заявки завод Контроль и управление
 Управление транспортом
 доступом

 П – прямая интеграция (в остальных случаях
 интеграционные потоки проходят через шину данных)
 Реализовано Реализация в 2019 г.
 6

Примеры цифровых решений (цеховое планирование) 2/3
Цифровой чех. Кейс по увелицению производительности.

 Источник
 № Показатель Июнь 2018 Отклонение Июнь 2019
 информации
 1 Остова (план, шт.)* 260 12 5% 272 ПДО, ERP
 2 Остова (факт, шт.)* 186 40 21% 226 ПДО, ERP
 отсутствовало
 приобретение
 3 Инвестиционная программа const const const const оборудования для
 изготовления
 остовов
 Количество единиц оборудования
 4 25 const const 25 СМПО, СЭО
 (шт.)*
 Действительный фонд работы СМПО, справка
 5 const const const const
 оборудования (станко-час)* 2017
 Фактический фонд работы СМПО, справка
 6 10949 -229 -2% 10720
 оборудования* 2018
 Действительный фонд рабочего
 7 времени по нестаночным const const const const Табель + СКУД
 операциям*
 Плановый коэффициент загрузки
 8 78,3 1,70% 80,0 ОГТ
 оборудования*
 Универсальное
 Фактический коэффициент 27,92 СМПО
 9 оборудование 13 ед. - -
 загрузки оборудования*
 Оборудование с ЧПУ 12 ед. 70,08 СМПО
 Фактический фонд рабочего
 10 const const const const Табель + СКУД
 времени (сотрудники)
 11 Аутсорсинг const const const const ПДО

* Приведены условные значения
 7

Примеры цифровых решений (цеховое планирование) 3/3
Кейс «Решение 53» (для механообрабатывающего производства)

 Целевые эффекты: Увеличение производительности на 10-15 %

 Факторы влияющие на увеличение производительности:

 1. Оптимальный расчет приоритетов партий запуска;

 2. Планирование деталеопераций на рабочие места начиная с самого
 потенциально загруженного (оптимизация по рангам);

 3. Минимизация переналадок оборудования;

 4. Оптимизация количества и длительности смен для выполнения заданного
 объема производства;

 5. Регулирование суммы выплат за сверхурочные работы.

 8

Примеры цифровых решений (имитационное моделирование) 1/5
Преимущества ЦИМ по сравнению с математицеским расцетом

 ХПЦ  Количество станков 100 ед.  Количество сотрудников 100 ед.  Номенклатура изделий 30 000 ед.

 Расчет мощностей
 Математический расчет
 1 Формула* / 2 8 параметров, в т.ч.
 3 Разрядность:
 последовательность З времени: всп , маш, п/з 6 уравнений
 расчета

 VS ∆ 16
 параметров

 Цифровое имитационное моделирование (ЦИМ)
 1• Последовательность 2 3
 расчета 24 параметра, в т.ч. Разрядность:
 7 времен :
 • Взаимодействие оз , ооп , всп , маш , п/з , пол , блок 1 000 000 уравнений
 между параметрами

 * Формула расчета производственных мощностей:
 Шт Кальк Времени х Кол−во ДСЕ
 РПМ =
 Кол−во смен х Длит−ть смен х Кол−во станков х Коэф−т потерь

 9

Примеры цифровых решений (имитационное моделирование) 2/5
Работа Event Controller

 Событие 1 Событие 2
 Остановка ТП* Остановка ТП*
 Приход Изготовление по ТП* Изготовление по ТП*
 заготовки
 Станок 1 Замена заготовки Станок 3 Замена заготовки
 Триггер
 Остановка ТП* Остановка ТП*
 Заготовка
 Приход Изготовление по ТП* Изготовление по ТП*
 заготовки Станок 2 Станок 4
 Замена заготовки Замена заготовки

 Опрос объектов Опрос объектов Тех.маршрут

 Операторы Прочие объекты Операторы Прочие объекты

 Рабочий 1 Заготовка Рабочий 1 Заготовка
 Свободен Свободен
 Занят 2 Склад Занят 2 Склад

 3 Деталь 3 Деталь
 24 параметра, 24 параметра,
 характеризующих характеризующих
 4 Краны объекты: 4 Краны объекты:
  Состав изделия  Состав изделия
  Тмашинное  Тмашинное
 5 Станки  Тштк 5 Станки  Тштк
  и т.д.  и т.д.
 6 Транспорт 6 Транспорт

 10

Примеры цифровых решений (имитационное моделирование) 3/5
Работа ядра имитачионной модели

 Время выполнения задания (цикла)

 t0 tоз tооп tп/з tмаш tвсп tпол tбл tоз

 Машинное время
 (трудоемкость T)

 При простом математическом расчете:
 Время учитываемое (3 типа):
 П/з Машинное Вспом

 При имитационном моделировании:
 Время учитываемое (7 типов):
 Ож Ож
 операт П/з Машинное Вспомогате Поломка Блокиро
 заготовки ора льное вка

 Учет всех времен техпроцесса обеспечивает более точное планирование и
 более эффективную оптимизацию

 11

Примеры цифровых решений (имитационное моделирование) 4/5
Демонстрачия ЦИМ (55 чех)

 12

Примеры цифровых решений (имитационное моделирование) 5/5
Расцет выполнения плана. Проверка гипотезы

 Исходные данные
 Период 2е полугодие 2019 г.
 Планируемый выпуск секций (План №12) за полгода 298 секций
 Расчетные данные по картам ПВО на 8-ми часовой такт (без учета 0 поста). 2 смены. 120 чел.

 Результаты моделирования База С закреплением Без закрепления
 Среднесписочная численность
 120 178 162
 персонала, чел
 ФОТ общий, млн. руб. 150% 120% 100%
 14,21 (+ 33% от ФОТ
 ФОТ переработок, млн. руб. 0 0
 общего)
 Коэффициент переработки 1,9 1,0 1,0
 Средняя заработная плата на
 > 55 > 30 > 30
 человека, тыс.руб.
 Коэффициент загрузки персонала 62% 84% 88%
 Количество произведенных секций > 300 > 300 > 300

 13

Сбор данных 1/2

 Текущий статус данных НСИ Распределение по службам

 10% 7%
 20%
 30%
 42% 12%
 59%
 20%
 Нет в системе ОГИ (СЭО) Производство
 Требуют доработки/вычистки Персонал Технологи
 Есть в системе Прочие (ГлБух, МТО, ОТК)

 Матрица структуры данных НСИ
 138 типов данных
 7 систем (ERP, ЗУП, MES, PDM, BI, ТОиР, СМПО)
 7 ответственных подразделений (Производство, Персонал, Технологи, Гл.инженер, МТО, ОТК, Бух)
 14

Сбор данных (пример матричы) 2/2

 Ответственный Текущий Ответственный за
 Функциональ Целевой
Нпп Данные ПриемникДанных Приоритет за внесение Источни представление Примечание
 ный участок Источник
 данных к данных
 Структура
С001 Организация MES, ЦИМ, ТОИР ERP ДУП ERP ДУП Предоставление информации из БД ERP в MES, ЦИМ, ТОИР
 предприятия
 Структура MES, ЦИМ, ТОИР,
С002 Подразделения ERP ДУП ERP ДУП Предоставление информации из БД ERP в MES, ЦИМ, ТОИР, RFID, СМРТ
 предприятия RFID,СМРТ
 Структура ДОД, ГИ, ТД, Сверка правильности присвоения номера,(кода) производственного участка в КСМПП
С003 Участки MES, ЦИМ, ТОИР (1) ERP ДУП ERP
 предприятия ПОУЭМП с целью последующей правильной передачи информации БД в MES, ЦИМ, ТОИР
 Структура ДОД, ГИ, ТД, Сверка правильности присвоения шифра (кода) бригад в КСМПП с целью
С004 Бригады ЦИМ (1) ERP ДУП ERP
 предприятия ПОУЭМП последующей правильной передачи информации БД в ЦИМ
 Структура
С005 Склады MES, ЦИМ, ТОИР ERP ДУП ERP ДМТО Предоставление информации из БД ERP в MES, ЦИМ, ТОИР
 предприятия
 Сверка и формирование при отсутствии информации в базе КСМПП, так как на
 Кладовые(места данный момент есть данные только если кладовая являются отдельным складом,
 Структура хранения в цехе)(склады ДМТО например все склады ДМТО и склады в производстве 063 и 098. По другим кладовым
С006 MES, ЦИМ (1) MES ДПР ERP
 предприятия с отметкой кладовая ДОД информации нет. Места хранения на складах предусмотрены, но не используются и
 цеха) не заполнены.( места хранения на участке, стеллажи, ячейки). Необходимо для
 передачи информации БД в MES.
 0
С007 ПЕРСОНАЛ ФИО работника MES ЗУП ДУП ЗУП ДУП Предоставление информации из БД ЗУП в MES
 1. Информация для выявления приближения пенсионного возраста для организации
С008 ПЕРСОНАЛ Дата рождения MES ЗУП ДУП ЗУП ДУП своевременной передачи компетенции молодым специалистам
 2. Информация для отбора наставников при приеме учеников на работу
 Табельный номер MES, ЦИМ, ТОИР,
С010 ЗУП ДУП ЗУП ДУП Предоставление информации из БД ЗУП в MES, ЦИМ, ТОиР, СМПО
 работника СМПО
 Необходимо произвести сверку информации из БД ЗУП с фактом закрытия работ по
С011 ПЕРСОНАЛ Профессия работника MES, ЦИМ (1) ЗУП ДУП ЗУП ДУП профессиям в цехах для последующей правильной передачи информации БД в MES,
 ЦИМ
 Разряд работника, дата Необходимо проверить данные в БД ЗУП с целью последующей правильной
С012 ПЕРСОНАЛ MES, ЦИМ (1) ЗУП ДУП ЗУП ДУП
 повышения разряда передачи информации БД в MES, ЦИМ
 Необходимо произвести сверку информации из БД ЗУП с фактом закрытия работ по
 Состав бригады (в т.ч. номеру бригад (имеются задвоения номеров бригад в разных цехах, бригада может
С013 ПЕРСОНАЛ MES, ЦИМ (1) ERP ДОД ERP ДОД
 Цех, участок) состоять из разных профессий) с целью последующей правильной передачи
 информации БД в MES, ЦИМ
 Место работы работника Необходимость уточнения данных в БД ЗУП для передачи информации БД в MES,
С014 ПЕРСОНАЛ MES, ЦИМ (1) ЗУП ДУП ERP ДОД
 (Цех, участок) ЦИМ
 Необходимо внесенение новой информации в БД IPS. Существует различные виды
 стоек ЧПУ (Сименс различных модификаций, Хайденхайны, Фануки и т.д.). Если
 Система ЧПУ (для
 сотрудник работает на стойке Сименс, то мы его сможем поставить на другой станок,
С015 ПЕРСОНАЛ операторов станков с MES (3) ЗУП ДУП нет ГИ
 другого участка с такой же стойкой и с минимальным временем на освоение нового
 ПУ)
 станка. Если же мы с одной стойки ЧПУ будем перекидывать на другую, то это займет
 значительно больше времени

 15